CA1233350A

CA1233350A - Impression-taking device using optical means, particularly for the automatic making of prosthesis

Info

Publication number: CA1233350A
Application number: CA000425440A
Authority: CA
Inventors: Francois Duret; Elisabeth Duret; Christian Termoz
Original assignee: Francois Duret; Elisabeth Duret; Christian Termoz; Duret Inventeur; Noble International Medical Care; Dentalmatic Technologies Inc.
Current assignee: Dentalmatic Technologies Inc
Priority date: 1982-04-14
Filing date: 1983-04-07
Publication date: 1988-03-01
Also published as: JPH0252964B2; FR2525103A1; US4611288A; JPS58187802A; EP0091876A1; ATE32656T1; DE3375757D1; FR2525103B1; EP0091876B1

Abstract

Dental prostheses, such as crowns, inlays or dentures are produced automatically based upon an optical impression taken of the oral region wtih nontraumatic radiation. The reflected waves are transformed into numerical data which is used directly to operate a numerically controlled machine in the fabrication process. The process is pertinent to other medical applications as well.

Description

~ ~Z33350 La présente i.nvention se rappnrte à un dispositif de prise d'empreinte par des rno.yens optiques, notamment en vue de la réalisation automatique d'une prothèse, e-t - encore plus particulièrement la réalisation de prothèses telles que les r~ouronnes utilisées en art dentaire, cette application n'étant toutefois pas limitative, en ce sens que le dispositif est aussi utilisable pour l'établis-sement d'un~diagnostic odontologi~ue qui n'est pas suivi de la confection d'une prothèse.
Très peu d'études ont, jusqu'à présent, eu pour objet la prise d'une empreinte par des moyens optiques, dans le domaine de l'art dentaire, et les réalisations concrètes sont actuellement inexistantes. On peut citer le brevet US N~ 3 ~61 044 (SWINSON), document décrivant un procédé qui consiste, pour faire l'empreinte d'une cavité creusée dans une dent et réaliser un insert (ou "inlay") destiné à se loger dans la cavité, en la~séquen-ce d!opérations suivante :
- préparation de la dent défectueuse ;
ZO - réalisation d'une représentation photographique de la dent avec sa cavité ;
- transfert d'un signal représentatif de l'image photographiée à une machine-outil commandée automatique-: ment ;
- remplissage rie la dent preparée avec de la cire ;
- réalisation d'une nouvelle représentation photo-graphique de la dent, cette fois remplie de cire ;
- transfert d'un signal représentatif de la nouvelle image photographique à la machine-outil commandée automa-~ 30 tiquement ;
: - Fonctionnement autamatique de la machine-outil à
partir des signaux précédents, afin d'usiner un insert dentaire de forme adaptée ;
- mise en place de l'insert dans la cavité de la dent.
Cette technique arbitraire, telle qu'elle est décrite dans le document auquel il est ici fait réfërence, pré-, ~ ~ lZ3335~
.. .
2sente de nambreux inconvénients ainsi que des insuFfl-~ sances diverses :
1. Une image photographique ordinaire ne peut reoré-~ senter qu'en deux dimensions l'ob~et dont la forme est à analyser. Si l'on veut reconstituer par ce procédé lestrois dimensions de l'espace, il faut réaliser un grand nombre de photographies, par exemple de l'ordre du millier au minimum, avec une précision de 100 microns, pour chaque élément à analyser.
Z. Il n'est pas précisé quelle est la nature des signaux transmis, supposés représentati~s des images photographiques réalisées, et en particulier si ces signaux sont analogiques ou numériques. Or un usinage automatique ne peut se faire qu'au moyen d'une machine-outil à commande numérique, et dans le cas consirléré
l'on ne voit donc pas concrètement comment la machine pourra effectuer un travail déterminé9 ni surtout un positionnement strict de la pièce à usiner, à partir d'images photographiques traduites en des signaux de ZO nature indéfinie.
3. Dans le procédé évoqué, le praticien doit remplir la cavité de cire. Lette technique est possible pour les inserts, mais inapplicable à d'autres t~pes courants de prothèses pour dents, nntamment les couronnes, ce qui Z5 exclut bien évidemment ce genre d'applications.
4. De plus, le remplissage de cire et snn utilisa-tion constituent une sorte de prise d'empreinte par mou-lage ; le procérlé exige ainsi des opérations matérielles sur la dent à traiter et ne peut s'assimiler à une prise d'empreinte compléte par des moyens purement optiques ;
le temps de mise en oeuvre reste donc également important.
Enfin, le secQnd signal photogrophique, obtenu à partir de ce remplissage de cire, est toujours aussi imprécis (reconstitution des trois dimensions ?), et cette ~mprécigion se répercute évidemment sur le résultat final obtenu.
La présente invention remédie à ces inconvénients, ~2333t'~C~

en fournissant des moyens d'analyse en trois dlmensions, adaptes à toutes applications odontologiques et medi.cales, en precisant les moyens perme-ttant d'analyser l'image et de fournir un signal directement utilisable par une machine-outil à commande numérique, ceci d'une manière très rapidetout en offrant une possibilité de vérification de la qualité d'analyse, et en permet-tant l'usinage automatique d'une prothèse complète uniquement à partir de l'empreinte optique réalisée et d'algorithmes de travail, sans aucune intervention intermediaire en bouche ou sur une autre partie du corps devant recevoir la prothèse, les moyens fournis étant économiquement intéressants dans la mesure où ils comportent un large champ d'application et apportent un gain effectif de temps et de main-d'oeuvre.
15A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de prise d'empreinte par des moyens optiques, notamment en vue de la réalisation automatique de prothèse, ce dispositif comprenant essentiellement des moyens ; émetteurs d'ondes non traumatisantes, des moyens pour diriger lesdites ondes vers la partie du corps, telle qu'emplacement de dent, à analysex, des moyens récepteurs des ondes réfléchies par cette partie du corps, dirigeant lesdites ondes sur un capteur associé à un convertisseur analogique-numérique, permettant d'obtenir sous forme de si~naux numéri~ues une représentation de la forme, dans les trois dimensions de l'espace, de la partie du corps à
analyser, et des moyens d'analyse et de traitement des signaux numériques obtenus.
Selon un aspect de la présente invention, il est prévu un dispositif de prise d'empreinte par des moyens optiques, notamment en vue de la réalisation automatique de prothèses, et encore plus particulièrement la réalisation de prothèse telles que les couronnes utilisées en art dentaire, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement des moyens B
'' .,.,, ,.. , - ~ - . '. .... .
~3335~
a, --émetteurs d'ondes lumineuses non traumatisantes, des moyens pour diriger lesdites ondes vers la partie du corps, telle qu'emplacement de dent, à analyser, des moyens récepteurs des ondes lumineuses refléchies par cette partie du corps, dirigeant lesdites ondes sur un capteur associé à un convertisseur analogique-numérique, permettant d'obtenir : sous forme de signaux numériques une représentation de la forme, dans les trois dimensions de l'espace, de la partie du corps à analyser, et des moyens d'analyse et de traitement des signaux numériques obtenus, notamment en vue de la commande automatique d'une machine-outil à commande numérique pour l'usinage d'une prothèse, telle qu'une prothèse dentaire, adaptée exactement à la partie du corps analysée.
15Selon un autre aspect de la présente invention, il est prevu un dispositif de prise d'empreinte par des moyens optiques, notamment en vue de la réalisation automatique de ~ prothèses, et encore plus particulièrement la réalisation de ; prothèse telles que les couronnes utilisées en art dentaire, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement des moyens émetteurs d'ondes acoustiques non traumatisantes, des moyens pour diriger lesdites ondes vers la partie du corps, telle qu'emplacement de dent, à analyser, des moyens récepteurs des ondes acoustiques ré~lechies par cette partie du corps, dirigeant lesdites ondes sur un capteur associé à
un convertisseur analogique-numerique, permettant d'obtenir sous forme de signaux numériques une représentation de la forme, dans les trois dimensions de l'espace, de la partie du corps à analyser, et des moyens d'analy--se et de traitement des signaux numériques obtenus, notamment en vue de la commande automatique d'une machine-outil à commande numérique pour l'usinage d'une prothèse, telle qu'une prothèse dentaire, adaptée exactement à la partie du corps analysée.
~Z333S~
- ~a -Le dispositif selon l'invention permet de saisir toutes les caractéristiques de forme de la zone à analyser par des moyens de nature puremen-t "optique", en excluant l'analyse photographique, le terme "optique" incluant ici S aussi bien l'utilisation d'ondes typiquement optiques que l'utilisation d'ondes acous-tiques, du moment que ces ondes permettent de réaliser directement une analyse en trois dimensions, et ne sont bien entendu pas traumatisantes pour les tissus de la partie analysée du corps du patient. Le capteur et le convertisseur utilisés doivent correspondre au type d'ondes mis en oeuvre, et l'ensemble doit permettre de relever des détails de forme avec une précision suffisante, par exemple inférieure ou égale au millimètre.
Dans le cas d'utilisation d'ondes de lumière cohérente, le dispositif comprend avantageusement une source laser, au moins une fibre optique et une lentille pour diriger le faisceau incident vers la partie du corps à
analyser, au moins une autre lentille et une autre fibre optique pour recueillir le faisceau réfléchi et le diriger sur le capteur associé au convertisseur analogique-numérique, et un système optique tel qu'un système à miroir semi-transparent et lentille, dirigeant en outre sur ledit capteur un faisceau de référence, pour une analyse par interférence ondulatoire. La source laser, le capteur et le convertisseur se placent ainsi dans un boîtier extérieur à
la bouche, où se produit l'interférence, ce boîtier étant relie par les fibres optiques à une tête d'analyse mobile, de faibles dimensions, amenée dans la bouche du patient. En variante, le montage peut comprendre une seule fibre optique guidant à la fois le faisceau incident et le faisceau réfléchi, et il est possible aussi de supprimer toute fibre optique, si la tete d'analyse inclut la source d'éclairage et le capteur, avec les lentilles toujours nécessaires et est raccordée par des liaisons purement électriques avec un - 4b -bo~tier extéri.eur incluant l'alimentation électrique et le convertisseur analogi~ue-numérique.
Une méthode particulière évitant le depouillement ; de l'hologramme ou sa lecture consiste à utiliser un laser _ ___ _ 7 B
~Z3335(~
éme-ttant deux rayons de longueurs d'onde légéremen-t diffé-rente presque slmultanément ou simultanément par le passa-ge optique non linéaire (au travers de cristaux minéraux ou organiques), dans des pulsions orèves QLI des intensités faibles en continu. Ceci permet la création de ~courbes de niveau" analysables par un~logiciel classique de sque-lettisation.
Dans le cas d'utilisation de lumière non cohérente, on peut toujours recourir à des fibres optiques mais le montage devra comprendre en outre, pour permettre l'ana-lyse par interFérométrie holographique, des trames de repérage, assDciées respectivement à la source émettrice et au capteur, et des mQyens permettant de déterminer ou oe fixer la distance entre les moyens optiques de la tête d'analyse et un plan de référence lié à la partie du corps à analyser. Une première solution, dite "dynamique", con-siste à placer sur la tête d'analyse un émetteur-récepteur d'ultra-sons ou d'inFra-rouge déterminant la distance au plan de référence au moment précis où est réalisé l'éclai-rage pour l'analyse. Une seconde solution, dite "statique",consiste à prévoir sur la tête d'analyse un repère de longueur connue, destiné à reposer sur un point de la par-tie du corps à analyser.
On peut envisager par ailleurs l'utilisation de z5 fibres optiques à gradient d'indice, pour simpli~ier voire supprimer toutes les lentilles se trouvant vers l'objet QU la caméra. Ce système est applicable tant en lurnière cohérente qu'en lumière non cohérente.
Des systèmes de miroirs, et des optiques plus ou moins "larges", permettent l'analyse de zones plus ou moins étendues, pouvant posséder des ~aces orientées dif-féremment les unes des autres, ou des faces qui ne peuvent être directement éclairées et/ou observées.
Le capteur, a-tteint par le faisceau réfléchi et aus-si éventuellement par un Faisceau de référence, est avanta-geusement du type photosenseur à transfert de charge, notamment un photosenseur du type CCD matriciel, ou encore 1~33350 un tube vidicon modifié. L'intérê-t du photosenseur CCD sur le système vidicon est qu'il fournit une analyse plan par plan; par contre le nombre de niveaux de gris y est inférieur, actuellement. Afin de ne pas surcharger les moyens de traitement des données, l'analyse se fait en fixant les coordonnées suivant deux dimensions, par exemple en des points correspondant à des intervalles de ZOju, et en ne faisant varier que les coordonnées suivant la troisième dimension de l'espace.
Suivant un mode de réalisation préférentiel, des moyens de stockage de l'information sont insérés entre le capteur et le convertisseur analogique-numérique proprement dit, lequel délivre vers les moyens de traitement des signaux de sortie "point par point", transformés par une interface pour leur adaptation aux moyens de traitement numérique, des moyens de visualisation des données saisies étant en outre prévus, en liaison avec les moyens de stockage précités.
La visualisation doit etre de préférence prévue, pour information et vérification, afin de pouvoir apprécier si l'empreinte optique réalisée est totale, précise, exploitable et prise sur un travail préparatoire (taille d'un moignon de dent) effectué correctement. Plus particulièrement la visualisation est avantageuse avant conversion analogique-numérique, afin de limiter le champ d'action ~suppression des informations jugées inutiles) et vérification de la qualité de la saisie des données. La visualisation de l'image sous sa forme obtenue après conversion analogique-numérique est aussi u-tile, pour apprécier ligne par ligne la précision des données. Le choix de la meilleure image, à retenir pour le traitement numerique ultérieur, pourra etre manuel et facilité par une visualisation interactive, ou même être entièrement automatique.
~;2 33350 Le traitement numéri.que, préalable à la réalisation d'une prot~lèse, doit dans le cas pr.is ici pour exemple d'une couronne dentaire -tenir compte encore d'autres données que les seules caractéristiques géométriques du moignon de dent, déterminées comme résultat de l'analyse optique, e-t à cet effet les moyens d'analyse et de traitement comprennent encore, de préférence:
- des rnoyens de détermination et de prise en compte de l'enveloppe, ou volume à l'intérieur duquel doit s'inscrire la dent reconstituée;
- des moyens de détermination et de prise en compte de l'occlusion, statique et dynamique;
- éventuellement, des moyens de détermination et de prise en compte des couleurs ou teintes de dents.
Plus particulièrement, pour la détermination de l'enveloppe de la prothèse, sont prévus:
a) des moyens de détermination des zones de contact des dents voisines, b) des moyens de détermination des plans tangents à l'arcade ou déterminés sur le côté symétrique, pour les faces vestibulaires ou linguales, c) des moyens de détermination des limites inférieures du moignon analysé en bouche, pour le plan inférieur, et ~' ~5 d) des moyens de détermination du plan supérieur en ~onction d'une analyse mathématique issue soit de l'étude des zones d'usure de l'ensemble du maxillaire, soit du déplacement reel de la mandibule.
Dans le cas d'application de l'invention à la confection automatique de prothèses mobiles, l'occlusion réelle pourra etre déte.rminée non seulement par la prise d'empreinte optique mais encore par une analyse faciale et buccale du pa-tient sur lequel on aura préalablement placé un certain nombre de repères buccaux, évitant une étude de B
:~L;23335(~

l'articulation temporaux-maxillaire par le rnoyen classique, très coûteux, de l'articulateur.
L'occlusion pourra être déterminée par repérage des maxillaires supérieur et inférieur, prises d'empreinte optique séparées des deux maxillaires, réalisation d'une claie optique antérieure des repères des deux maxillaires, et réunion des deux maxillaires grâce à leurs repérages au niveau de la claie.
Pour ce faire, les moyens de détermination de l'occlusion comprennent de préférence:
- des moyens de repérage des maxillaires supérieures et inférieures, - des moyens de prises d'empreinte optique des deux maxillaires, - des moyens de réalisation d'une claie optique anterieure des repères des deux maxillaires, et - des moyens de réunion des deux maxillaires grâce à leurs repèrages au niveau de la claie.
La réalisation automatique de la prothese, telle que notamment couronne, passe par les étapes suivantes, exploitant les opcrations d'analyse et de détermination diverses exposées précédemment:
1. Réalisation de la partie interne de la prothèse, en fonction essentiellement de l'empreinte optique réalisée, avec modification éventuelle des données brutes selon le type de fixation (espace souhaité pour le ciment, ou fixation sans joint par élasticité du métal), selon la position de l'axe d'insertion, ou selon les imperfections non corrigees de la taille du moignon.
B ~ ~ Z33350 The present invention relates to a device impression taking by optical rno.yens, in particular for the automatic production of a prosthesis, and - even more particularly the production of prostheses such as r ~ ourons used in dentistry, this application is not, however, limiting, in this sense that the device can also be used for establishing ement of a ~ odontologi ~ ue diagnosis which is not followed the making of a prosthesis.
Very few studies have, so far, object taking an impression by optical means, in the field of dentistry, and achievements concrete are currently non-existent. We can cite US Patent N ~ 3 ~ 61,044 (SWINSON), document describing a process which consists in making the imprint of a cavity dug in a tooth and make an insert (or "inlay") intended to be housed in the cavity, in the ~ sequence the following operations:
- preparation of the defective tooth;
ZO - realization of a photographic representation of the tooth with its cavity;
- transfer of a signal representative of the image photographed with an automatic machine tool-: is lying ;
- filling the prepared tooth with wax;
- creation of a new photo representation-tooth graphic, this time filled with wax;
- transfer of a signal representative of the news photographic image with a machine tool controlled automatically ~ 30 ticks;
: - Automatic operation of the machine tool from the previous signals, in order to machine an insert adapted dental form;
- placement of the insert in the cavity of the tooth.
This arbitrary technique, as described in the document referred to here, pre-, ~ ~ lZ3335 ~
...
2 has many drawbacks as well as shortcomings ~ various sessions:
1. An ordinary photographic image cannot be reor-~ feel that in two dimensions the ob ~ and whose shape is to analyze. If we want to reconstruct by this process the three dimensions of space, we must realize a large number of photographs, for example around a thousand minimum, with an accuracy of 100 microns, for each element to analyze.
Z. It is not specified what the nature of the transmitted signals, assumed to represent images photographs taken, and in particular if these signals are analog or digital. Gold machining can only be done using a machine-tool with numerical control, and in the case consirlée so we do not see concretely how the machine will be able to do a specific job9 or especially a strict positioning of the workpiece, from of photographic images translated into signals of ZO indefinite nature.
3. In the process mentioned, the practitioner must complete the wax cavity. This technique is possible for inserts, but not applicable to other common t ~ pes prostheses for teeth, especially crowns, which Z5 obviously excludes this kind of applications.
4. In addition, the wax and snn filling used tion constitute a kind of impression taking by lage; the procrelé thus demands material operations on the tooth to be treated and cannot be assimilated to a socket imprint completed by purely optical means;
the implementation time therefore also remains significant.
Finally, the secQnd photogrophic signal, obtained from of this wax filling, is still just as imprecise (reconstruction of the three dimensions?), and this ~ mprécigion obviously affects the final result got.
The present invention overcomes these drawbacks, ~ 2333t '~ C ~

by providing means of analysis in three dimensions, suitable for all odontological and medical applications, by specifying the means by which to analyze the image and provide a signal directly usable by a machine-tool with numerical control, this in a very fast way while offering a possibility of checking the quality of analysis, and allows automatic machining a complete prosthesis only from the impression optics performed and working algorithms, without any intermediate intervention in the mouth or on another part of the body to receive the prosthesis, the means provided being economically attractive to the extent that they have a wide scope and provide a gain time and manpower.
To this end, the subject of the present invention is a impression taking device by optical means, in particular for the automatic production of prostheses, this device essentially comprising means ; non-traumatic wave emitters, means for direct said waves towards the part of the body, such that tooth location, to analyzex, of the receiving means waves reflected by this part of the body, directing said waves on a sensor associated with a converter analog-digital, allowing to obtain in the form of if ~ nal numerals ~ ues a representation of the form, in the three dimensions of space, from the part of the body to analyze, and means of analysis and processing of digital signals obtained.
According to one aspect of the present invention, it is provided a device for taking impressions by means optical, in particular for the automatic realization of prostheses, and even more particularly the production of prosthesis such as crowns used in dentistry, characterized in that it essentially comprises means B
''.,. ,,, .., - ~ -. '. .....
~ 3,335 ~
at, --non-traumatic light wave transmitters, means to direct said waves towards the part of the body, such that tooth location, to be analyzed, receiving means light waves reflected by this part of the body, directing said waves on a sensor associated with a analog-to-digital converter, providing : in the form of digital signals a representation of the form, in the three dimensions of space, of the part of the body to be analyzed, and means of analysis and processing of the digital signals obtained, in particular for of the automatic control of a controlled machine tool digital for machining a prosthesis, such as a dental prosthesis, adapted exactly to the part of the body analyzed.
According to another aspect of the present invention, it an impression taking device is provided by means optical, in particular for the automatic realization of ~ prostheses, and even more particularly the production of ; prosthesis such as crowns used in dentistry, characterized in that it essentially comprises means non-traumatic acoustic wave transmitters, means for directing said waves towards the part of the body, such as tooth location, to be analyzed, means acoustic wave receivers re ~ licked by this part of the body, directing said waves on a sensor associated with an analog-to-digital converter, making it possible to obtain in the form of digital signals a representation of the form, in the three dimensions of space, of the part of the body to be analyzed, and means of analysis and processing of the digital signals obtained, in particular for of the automatic control of a controlled machine tool digital for machining a prosthesis, such as a dental prosthesis, adapted exactly to the part of the body analyzed.
~ Z333S ~
- ~ a -The device according to the invention makes it possible to grasp all the shape characteristics of the area to be analyzed by purely "optical" means, excluding photographic analysis, the term "optical" including here S both the use of typically optical waves and the use of acoustic waves, as long as these waves allow direct analysis in three dimensions, and of course are not traumatic for the tissues of the analyzed part of the patient's body. The sensor and converter used must correspond to type of waves used, and the assembly must allow note details of form with sufficient precision, for example less than or equal to a millimeter.
When using light waves consistent, the device advantageously comprises a source laser, at least one optical fiber and one lens for direct the incident beam towards the part of the body to analyze, at least one other lens and one other fiber optic to collect the reflected beam and direct it on the sensor associated with the analog converter-digital, and an optical system such as a mirror system semi-transparent and lens, directing further on said sensor a reference beam, for analysis by wave interference. The laser source, the sensor and the converter are thus placed in an external box the mouth, where the interference occurs, this housing being connects by optical fibers to a mobile analysis head, small dimensions, brought into the patient's mouth. In variant, the assembly can comprise a single optical fiber guiding both the incident beam and the beam reflected, and it is also possible to remove any fiber optical, if the analysis head includes the light source and the sensor, with the lenses still needed and is connected by purely electrical connections with a - 4b -external bo ~ tier including power supply and analog ~ eu-digital converter.
A special method avoiding skinning ; of the hologram or its reading consists in using a laser _ ___ _ 7 B
~ Z3335 (~
emitting two rays of slightly different wavelengths almost simultaneously or simultaneously through the past nonlinear optical age (through mineral crystals or organic), in short QLI drives of intensities weak continuously. This allows the creation of ~ curves level "parsable by ~ classic sque-lettisation.
When using non-coherent light, we can still use optical fibers but the mounting must also include, to allow the analysis lysis by holographic interFerometry, frames of identification, respectively associated with the transmitting source and to the sensor, and mQyens to determine or oe fix the distance between the optical means of the head of analysis and a reference plane linked to the body part to analyze. A first solution, called "dynamic", consists in placing a transceiver on the analysis head of ultrasound or infrared determining the distance to reference plane at the precise moment when the lighting is carried out rage for analysis. A second solution, called "static", consists in providing on the analysis head a reference point of known length, intended to rest on a point of the tie of the body to be analyzed.
We can also consider the use of z5 gradient index optical fibers, for simpli ~ ier or even remove all lenses from the object QU the camera. This system is applicable both in daylight coherent than in non-coherent light.
Mirror systems, and more or less optics less "wide", allow the analysis of areas more or less extensive, may have ~ aces oriented dif-proudly of each other, or of faces that cannot be directly lit and / or observed.
The sensor, reached by the reflected beam and also if possibly by a reference beam, is advantageously charge transfer type photosensor, in particular a matrix CCD type photosensor, or else 1 ~ 33350 a modified vidicon tube. The interest of the CCD photosensor on the vidicon system is that it provides plan analysis by plan; on the other hand the number of gray levels is there lower, currently. In order not to overload the data processing means, analysis is done in fixing coordinates according to two dimensions, for example at points corresponding to ZOju intervals, and by varying only the coordinates according to the third dimension of space.
According to a preferred embodiment, information storage means are inserted between the sensor and the analog-to-digital converter cleanly said, which delivers to the means of processing "point by point" output signals, transformed by a interface for their adaptation to the processing means digital, visualization of the data entered being further provided, in conjunction with the means of aforementioned storage.
The visualization should preferably be provided, for information and verification, in order to be able to assess if the optical impression taken is total, precise, exploitable and taken on preparatory work (size of a tooth stump) performed correctly. More particularly the visualization is advantageous before analog-digital conversion, to limit the field action ~ deletion of information deemed unnecessary) and verification of the quality of data entry. The visualization of the image in its form obtained after analog-to-digital conversion is also u-tile, for assess the accuracy of the data line by line. The choice of the best image to remember for processing subsequent digital, can be manual and facilitated by a interactive visualization, or even be fully automatic.
~; 2 33350 Digital processing, prior to realization of a prot ~ lesion, must in the case pr.is here for example of a dental crown - consider still others data that the only geometric characteristics of the tooth stump, determined as a result of the analysis optics, and for this purpose the means of analysis and treatment still preferably include:
- means of determination and support envelope account, or volume within which must register the reconstructed tooth;
- means of determining and taking into account occlusion, static and dynamic;
- possibly, means of determination and taking into account the colors or shades of teeth.
More particularly, for the determination of the prosthesis shell, are provided:
a) means for determining the areas of contact of neighboring teeth, b) means for determining the tangent planes at the arch or determined on the symmetrical side, for vestibular or lingual sides, c) means of determining limits of the stump analyzed in the mouth, for the plan lower, and ~ '~ 5 d) means for determining the upper plane as a function of a mathematical analysis resulting either from the study areas of wear of the entire maxilla, i.e.
real displacement of the mandible.
In the case of application of the invention to the automatic fabrication of mobile prostheses, occlusion can be determined not only by taking optical impression but also by facial analysis and buccal of the patient on whom we will have previously placed a a number of oral landmarks, avoiding a study of B
: ~ L; 23335 (~

temporal-maxillary articulation by the classical median, very expensive, from the articulator.
Occlusion can be determined by location upper and lower jaw, taking impressions optics separated from the two maxillae, realization of a anterior optical screen of the landmarks of the two maxillae, and meeting of the two jawbones thanks to their location at rack level.
To do this, the means of determining the occlusion preferably include:
- means for locating the maxillae upper and lower, - optical impression taking means of two maxillae, - means for producing an optical screen anterior of the landmarks of the two maxillae, and - means of meeting the two maxillae thanks at their sightings at the level of the rack.
Automatic production of the prosthesis, such that in particular crown, goes through the following stages, exploiting the operations of analysis and determination various previously exposed:
1. Realization of the internal part of the prosthesis, mainly depending on the optical impression carried out, with possible modification of the raw data depending on the type of fixing (desired space for cement, or jointless fixing by elasticity of the metal), depending on the position of the insertion axis, or according to imperfections not corrected for the size of the stump.
B

2. Adaptation d'une Forme extérieure théorique, stockée en mémoire, à l'enveloppe précédemment dé-termi-née, et ajustage de cette forme selon la détermination faite de l'occlusion. 2. Adaptation of a theoretical external form, stored in memory, to the envelope previously de-termi-born, and adjustment of this shape according to the determination occluded.

3. Choix du mode d'usinage et du matériau, -tenant compte entre autres de la dé-termination préalable de Gouleur ou teinte.
Les ou-tils doivent évidemment être adaptés aux dimensions e-t aux courbures des pièces prothétiques à
confectionner, dont l'ébauche devra être fixée rigide-ment de manière à éviter les vibrations et à fournir un point de référence lors de l'usinage. Les principes connus de programmation, de repérage, et d'asservissement puur l'utilisation des machines-outils à commande numé-rique s'appliqueront sans difficultés, l'usinage s'effec-tuant de préférence sous contrôle visuel de ses diffé-rentes phases par les moyens de visualisation mentionnés plus haut.
~our une précision recherchée de 50 microns, l'on /
/
~ /
/
~L~3'335(~
_ 10 -peut estimer à 5 minutes le temps nécessaire à llusinage ~ d'une couronne; la réalisation~complète dlune couronne, incluant la prise d~empreinte optique, le traitement des ~ dannées et l'usinage lui-même, ne devrait pas dépasser une durée totale de 15 minutes, alors que le temps nécessaire est actuellement de llordre d'une semaine, avec plus de 3 heures de travail effectif de dentiste et de prothésiste, en se ré~érant au procédé classique de la "cire perdue". Le temps réel de travail est donc 1~ divisé par 1Z, et le temps séparant la prise dlempreinte de la pose de la prothèse est divisé par 600, tout en améliorant les conditions oiologiques et physiologiques de l'opération puisque le patient pourra repartir avec sa dent recons-tituée 15 mm après la fin de la taille.
De toute fason, l'invention sera mieux comprise à
l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre o'exemples non limitatifs, quelques ~ormes d'exécution de ce dispasi-tif de prise d'empreinte, notamment en vue de la réalisa-Z0 tion de prothèse;, et illustrant diverses applications de ce dis~ositif :
Figure 1 est une vue très schématique d'une première forme de réalisation de la partie optique du dispositi~
selon l'invention, utilisant une source de lumière cohérente ;
Figure 2 montre un détail rle la t~te d'analyse opti-que, dans un mode de réalisation particulier ;
~ Figure 3 est une vue d'ensemble des moyens permettan-t la prise d'empreinte optique, selon le principe oe la figure 1, dans un agencement particulier ;
Figure 4 est un schéma de princip.e de la partie optique du dispasitiF selon l'invention, utilisant une source de lumière non cohérente ;
~ Figures 5,6 et 7 sont des vues d'ensemble des moyens perrnettant la prise d'empreinte optique, dans divers agencements adapté5 à une source de lumière non cohérente;
Figures ~ et 9 sont des schémas de systèmes optiques . .
~lZ3335~

de prise d'empreinte, utilisant en outre des rniroirs ;
~ Figure 10 montre le systè~e optique du dispositif selon l'invention, appliqué à l'analyse des arcades ;
Figures 1~, 1Z et 13 sont des vues de détail du système optique de figure 10, muni de divers moyens d'appui ;
Figure 14 est un schéma-bloc de la partie du dispo-sitif réalisan-t la prise d'empreinte, dans le cas d'uti-lisation d'andes échographiques ;
Figure 15 est un schérna-bloc des rnoyens de réception des ondes réfléchies, de cnnversion analogique-numérique et de visualisation interactive du dispositiF, pour l'obtention de l'empreinte optique traduite numériquement, dans le cas d'utilisation o'un capteur du type "photo-senseur CCD" ;
Figure 16 est une vue en plan illustrant la déter-mination de plusieurs des plans définissant l'enveloppe d'une couronne à réaliser ;
Figure 17 montre le principe d'adaptation oe la .~ . Z~ farme extérieu~e d'une couronne, déterminée théoriquement, à la farme et à la position du moignon analysées par . la prise d'empreinte optique ;
Figure 18 illustre, dans le oas d'application à
une prothèse mobile, la déFinition des plans et surfaces d'enveloppe ;
Figure 19 est une schéma expliquant le positionne-ment relatif des empreintes supérieureet inférieure intervenant dans la détermination de l'occlusion réelle ;
Figure 20 est un organigramme relatif à la déter-mination de l'occlusion ;
Figure Z1 est un organigram~e relatif à l'exploita-tion de repères et autres capteurs, pour la prise en compte de la pathologie de l'articulation temporaux-, maxillaire ;
Figure 22 est un organigramme relatiF à la défini-tion des caraotéristiques d'une prothèse dentaire fixe, à sa réalisation et à son adaptation, à partir de prises 335(~

d'empreintes optiques ;
Figure 23 est un organigr~amme relatif à la déFini-tion des caractéristiques d~une prothèse dentaire rno-bile, et à sa réalisation, dans le cas d'une prothèse avec antagoniste ;
Figure 24 est un organigramme des fonctions complé-mentaires, à réaliser dans le cas diune prothèse dentaire mobile sans antagoniste.
Figure 25 est un schéma-bloc du principe d'usinage automatique d!une prnthèse et de contrôle d'usinage, par le dispositif objet de l'invention ;
Figure Z6 montre les formes à usiner pour la réalisation d'une couronne ;
Figure 27 montre les formes à usiner pour la réali-sation d'une prothèse avec pivot de fixation ;
Figures 2~,29 et 30 sont des schémas définissantles données géométriques fondamentales, pour l'usinage d'une couronne ;
Figures 31, 3Z et 33 illustrent l'usinage du flanc d'une couronne, au moyens d'outils de fraisage de diver-ses formes ;
Figure 34 est un schéma illustrant l'opération d'usinage du fond d~une couronne ;
Figure 35 est une vue très schématique de la machine Z5 d'usinage à commande numérique ;
Figure 36 représente, enfin, une ébauGhe de couronne, la figure 37 indiquant la section de son tenon oe fixation.
Les figures 1 à 13 sont relatives à diverses fQrmes de réalisation de la partie optique, permettant une 3~ analyse en trois dimensions, par interféromé-trie, des détails de forme et dimension d'un objet qui, dans les premiers exemples, est un moignon de dent taillé 1, destiné à recevoir une couronne.
La figure 1 montre que dans ce but l'on peut utili-~5 ser un laser 2, comme source de lumière cohérente,quiaprès avoir traversé un filtre 3 est dirigée, par une première fibre optique 4, vers la zone du moionon 1 à
~23335(3 _ 13 -analyser. Le ~aisceau d'ondes incident es-t dispersé sur la znne à analyser par une lentille 5, Fixée à l'extré-mité de la fibre optique 4. Une autre lentille 6 con-centre le faisceau réfléchi, pour le recueillir dans une seconde fibre optique 7 qui le dirige SUl' un capteur B, associé à un convertisseur analogique-numérique 9. Un miroir semi-transparent 10, interposé sur le trajet du faisceau incident, dévie une fraction de ce dernier pour obtenir un faisceau de référence 11, qu'une autre lentil-le 12 concentre sur le capteur B.
Pour capter le faisceau d'ondes réfléchi, la têted'analyse 13 c'est-à-dire la partie de l'appareil amenée à l'intérieur de la bouche à proximité de la zone à
- analyser peut posséder deux lentilles réceptrices 6' et 6'', fixées respectivement aux extrémités de deux fibres optiques 7' et 7'' qui guident le faisceau réfléchi, divisé ici en deuxfractions (voir Figure Z). Deux faces opposées du moignon 1 peuvent être ainsi analysées simultanément. La tête d'analyse 13 est munie d'une poignée de tenue 14 et raccordée par les fihres optiques 3. Choice of machining mode and material, now account, among other things, for the prior determination of Color or shade.
The tools must obviously be adapted to dimensions and curvatures of the prosthetic parts to to make, the blank of which must be fixed rigid-so as to avoid vibrations and provide a reference point during machining. The principles known programming, tracking, and servoing for the use of numerically controlled machine tools risk will be applied without difficulty, the machining will be carried out preferably killing under visual control of its different annuities phases by the means of visualization mentioned upper.
~ Our desired precision of 50 microns, we /
/
~ /
/
~ L ~ 3,335 (~
_ 10 -can estimate the time required for machining to 5 minutes ~ a crown; ~ complete realization of a crown, including optical impression taking, processing of ~ years and the machining itself, should not exceed a total duration of 15 minutes, while the time necessary is currently around a week, with more than 3 hours of actual dentist work and prosthetist, by re ~ erating to the classic process "lost wax". The real working time is therefore 1 ~ divided by 1Z, and the time between taking the impression of the prosthesis is divided by 600, while improving oiological and physiological conditions of the operation since the patient can leave with its tooth reconstituted 15 mm after the end of the pruning.
In any case, the invention will be better understood at using the following description, with reference to schematic appended drawing representing, by way of examples nonlimiting, some ~ elms of execution of this dispasi-tif of impression taking, in particular with a view to carrying out Z0 tion of prosthesis ;, and illustrating various applications of this device:
Figure 1 is a very schematic view of a first embodiment of the optical part of the dispositi ~
according to the invention, using a light source consistent;
Figure 2 shows a detail of the optical analysis head.
that in a particular embodiment;
~ Figure 3 is an overview of means perman-t optical impression, according to the principle of Figure 1, in a particular arrangement;
Figure 4 is a block diagram of the part optics of the device according to the invention, using a non-coherent light source;
~ Figures 5,6 and 7 are general views of the means allowing optical impression taking, in various arrangements adapted5 to a non-coherent light source;
Figures ~ and 9 are diagrams of optical systems . .
~ lZ3335 ~

impression taking, further using mirrors;
~ Figure 10 shows the optical system of the device according to the invention, applied to the analysis of the arches;
Figures 1 ~, 1Z and 13 are detailed views of the optical system of figure 10, provided with various means support;
Figure 14 is a block diagram of the part of the arrangement sitive does the impression taking, in the case of reading ultrasound bands;
Figure 15 is a block diagram of the receiving means reflected waves, analog-digital conversion and interactive display of the device, for obtaining the digitally translated optical impression, in the case of use where a "photo-" type sensor CCD sensor ";
Figure 16 is a plan view illustrating the deter-mination of several of the plans defining the envelope a crown to be made;
Figure 17 shows the principle of adaptation where the . ~. Z ~ external shell ~ e of a crown, theoretically determined, to the shape and position of the stump analyzed by . optical impression taking;
Figure 18 illustrates, in the application case to a mobile prosthesis, the definition of plans and surfaces envelope;
Figure 19 is a diagram explaining the position-relative upper and lower footprints involved in determining the actual occlusion;
Figure 20 is a flowchart relating to the determination occlusion mination;
Figure Z1 is a flowchart relating to the exploitation tion of markers and other sensors, for taking account of the pathology of the temporal joint-, maxilla;
Figure 22 is a flowchart relating to the definition tion of the characteristics of a fixed dental prosthesis, to its realization and its adaptation, from takes 335 (~

optical impressions;
Figure 23 is a flowchart relating to the definition tion of the characteristics of a rno- dental prosthesis bile, and its realization, in the case of a prosthesis with antagonist;
Figure 24 is a flow diagram of the additional functions dental, to perform in the case of a dental prosthesis mobile without antagonist.
Figure 25 is a block diagram of the machining principle automatic prosthesis and machining control, by the device which is the subject of the invention;
Figure Z6 shows the shapes to be machined for the making a crown;
Figure 27 shows the shapes to be machined for the realization sation of a prosthesis with fixation pivot;
Figures 2 ~, 29 and 30 are diagrams defining the basic geometric data for machining a crown;
Figures 31, 3Z and 33 illustrate the flank machining a crown, using various milling tools its forms;
Figure 34 is a diagram illustrating the operation machining the bottom of a crown;
Figure 35 is a very schematic view of the machine Z5 CNC machining;
Figure 36 shows, finally, a rough outline of the crown, Figure 37 indicating the section of its tenon oe fixing.
Figures 1 to 13 relate to various fQrmes of the optical part, allowing a 3 ~ three-dimensional analysis, by interferometry, of details of shape and size of an object which, in the first examples, is a cut tooth stump 1, intended to receive a crown.
Figure 1 shows that for this purpose one can use ~ 5 ser a laser 2, as a coherent light source, which after passing through a filter 3 is directed, by a first optical fiber 4, towards the area of the moionon 1 to ~ 23,335 (3 _ 13 -analyze. The incident wave beam is scattered over the area to be analyzed by a lens 5, fixed at the end mity of the optical fiber 4. Another lens 6 con-center the reflected beam, to collect it in a second optical fiber 7 which directs it to a sensor B, associated with an analog-digital converter 9. A
semi-transparent mirror 10, interposed on the path of the incident beam, deflects a fraction of it to get a reference beam 11, that another lens the 12 focuses on sensor B.
To capture the reflected wave beam, the analysis head 13, that is to say the part of the apparatus brought inside the mouth near the area to - analyze can have two 6 'receiving lenses and 6 '', respectively attached to the ends of two fibers 7 'and 7''optics which guide the reflected beam, divided here into two fractions (see Figure Z). Two sides opposite of the stump 1 can thus be analyzed simultaneously. The analysis head 13 is provided with a holding handle 14 and connected by optical fibers

4 et 7, à un baîtier 15 situé à l'extérieur de la bouche et renfermant la source émettrice 2 ainsi que le capteur ~ et le convertisseur 9, ce qui permet d'utiliser un laser performant (voir figure 3).
Qhacune des fibres optiques 4 et 7, ou 7' et 7'', - doit être gainée pour eviter tous risques oculaires.
La figure 4 illustre le principe d'un appareil n'utilisant pas une source de lumière cohérente. Les moyens émetteurs d'ondes, désignés dans leur ensemble 3Q par le repère 16, comprennent ici une source lumineuse 17 par exemple à halogène, un condensateur de lumière 1a, une trame de repérage 19 et un objectif 20. Les moyens récepteurs d'ondes, désignés dans leur ensemble par le repère 21, camprennent un objectif 2n~,une trame de repérage19a et le capteur a, toujours associé au convertisseur analogique-numérique. Les deux trames de repérage 19 et 23, par exemple du type "micro moiré", ~ 3335~
_ 1L~ _ doivent avoir un pas connu a 10 3 mrn près au m~mimurn.
Le nombre de franges ou quadril~age ~oit être déterminé
avec précision (de 1mm à 10 mm, la valeur id~ale étant Zmm). La distance séparant les deu~ centres optiques doit être connue à 0,5 mm près, et la focale doit être connue au mm près. Ces différents facteurs sont fixés et définis constructivement. Le "moiré" peut présenter, pour l'analyse des dents, un problème de réflexian, dû à
ce que la lumière incidente est de type blanche. ~our éviter ceci, on travaillera dans une gamme d'ondes ne correspondant à aucune couleur présente dans la bouche, en placant par exemple un filtre permettant de travailler dans le bleu ou le vert, ou entre le vert et le bleu. Il reste à déterminer ou fixer la distance séparant le plan d'analyse du capteur a du plan de référence, à situer toujours en dessous du rebord inférieur de la future couron-ne, cette dernière distance devant être connue au mm près.
- Une solution consiste à fixer, sur la t@te d'analyse 13, un pointeau Z2 de longueur cnnvenablement choisie, destiné
Z0 à prendre appui sur le moignon de dent 1 à analyser, comme le montre la figure 5 représentant un montage pratique correspondant au principe de la figure 4, et utilisant des fibres optiques 4, 7', 7'' ainsi que des lentilles 5, 6', 6'' comme dans le oas pré~édent d'une source de Iumière cohérente.
Un autre montage possible est illustré par la Figure 6, où une seule fibre optique Z3, portant une len-tille Z4 à son extrémité munie du pointeau 22, guide simultanément le faisceau incident et le faisceau réFlé-chi, ce dernier étan-t renvoyé par un miroir semi-transpa-rent 25 sur le capteur a associé ay convertisseur 9.
Les ~ibres optiques peuvent être aussi supprimées, comme montré sur la ~igure 7, en réalisant une tête d'ana-lyse 13 incluant la source lumineuse 17 et le capteur ~, sur lesquels sont directement montés les lentilles respec-t~ves 5 et 6. Cette tête 13 est raccordée par des liaisons ~ é'ectriques 26 etZ7 à une alimentation électrique 2~ etau crnvertis--12333~
_ l5 -seuranalogique-rumérique9,appartenant àun bo~tierextériewr Z9.
~ Comme le montre la Figure~ B, un système de deux miroirs 30 et 31, a~outé au s\Jstème optique réalisé
~ selon les principes rlecrits précédemment, permet de dévier le faisceau incident, et le faisceau réfléchi, de manière à permettre l'analyse de la face de l~objet 1 opposée au c~té directement accessible par la source-17 et le capteur ~. En variante, comme illustré par la _ _ _ figure 9, La combinaison d'une source lumineuse 17, d'un unique miroir 3Z et de deux capteurs 3' et B'', ; associés respectivement à des convertisseurs analogique-~ numérique 9' et 9", permet l'analyse simultanée de deux Faces opposées de l'objet 1.
- Alors que l'objet 1 à analyser éteit jusqu'ici supposé de faibles dimensions, les figures 10 et suivan-tes montrent comment le système optique peut @tre adapté
à l'analyse d'une zone plus é-tendue, comprenant en l'occurence l'arcade supérieure 33 et/ou l'arcade infé-rieure 34, pour procéder à une analyse de ces arcades Z0 en vue de situer l'ensemble de la prothèse dans le milieu buccal. Lesprincipes de réalisation de l'appareil restent inchangés : un boitier 15 est relié, par une fibre optique 4, à une lentille 5 diffusant le faisceau inci-dent, tandis que d'autres lentilles 6' et 6'' sont fixées au point de départ des fibres optiques 7' et 7" qui guident les faisceaux réfléchis. L'optique doit être plus "largè", ek le pointeau Z2, lorsqu'il est recouru à cette solution en cas d'utilisation d'ondes non cohé-rentes, doit être adapte à l'optique et au point d'appui . 30 choisi. Ainsi peut être réalisé un appui palat~in (voir ~igure 11) ou un appui dentaire (figure 1Z), ou encore éventuellement un appui vestibulaire (non représenté).
Dans le même but de sltuer la prothèse dans san environ-nement, est encore réalisable une analyse de l~occlusion, frontale ou latérale, avec un élément d'appui vestiou-laire 22 Ol~ 22a (voir figure 13), ainsi qu'une analyse ~~ ~e la face, réalisée après avoir placé sur le patient ~;~333S(:~ -un certain nombre de repères faciaux. Des repères peuvent être notammen-t placés sur les dents (incisives et prémo~
laires), à la base d~ maxillaire inférieur, et au niveau du condyle ou du trou auditif, pour réaliser une analyse dynamique, avec mouvements progressifs de la mâchoire (mouvemen-ts en occlusion et extrêmes).
Dans les applications médicales de haute chirurgie, les informations nurnériques peuvent être obtenues à
partir d'une analyse radiologique reconstituée en trois dimensions, ou par couplage sur scanner, ou par corréla-tion vectorielle sur image radiographique, ou encore par échographie. 5'il est certain que l'on peut admettre l'échographie pour l'obtention de l'empreinte optique d'une forme dentaire, en variante des solutions décrites-précédemment, l'utilisation d'ondes échographiques estintéressante surtout dans la détermination du contour d'un organe. Comme le montre la figure 14, le générateur d'ondes échographiques 35, dirigées vers l'objet 1 à
analyser, doit être piloté par une horloge 3~ fournissant ZO une base de temps, et la réception des signaux réfléchis par le capteur S, associé au convertisseur 9, s'effectue par l'intermédiaire d'un traducteur 37 et/ou d'un ampli-ficateur 33-.. . .
Dans la mesure où l'inf~rmation est prise séparé-Z5 ment par plusieurs capteurs, il est nécessaire d'associer les images entre elles. Pour cela on peut réaliser un posi-tionnement par rapport à un élément de référence, tel que le pointeau Z2, ou encore par rapport à la circonférence la mieux captée. C'est seulement à la suite d'une telle opération de superposition que l'on peut être certain d'avoir déterminé la totalité de la forme. Pour cela il sufFit d'étudier l"'espace-point", c'est-à-dire de vérifier si l'espace entre deux points est constant. Si ce n''est pas le cas, il y a insuFflsance d'inForma-tion.
Le correction sera effectuée en rejoignant les points les plus extrêmes en respectant la caurbure des points les plus voisins, le nombre de points déterminant ~ ce-tte courbore étant fnnctlnn de la précision de la méthode.
lJne autre mod.iFicatinn consiste à augmenter les valeurs en fonction des exigences de l'insertion de la ~5 prothèse (petites contre-dépouilles) et des propriétés physiques des ciments de scellement utilisés. Si l'on emploie des métaux "à mémoire", cette dernière opération devient inutile.
La figure 15 représente plus en détail les moyens de réception des ondes réfléchies et de conversion ana-logique-numérique, permettant une analyse op-tique rapide et répétitive, avec visualisation simultanée pour per-mettre le choix de la meilleure image. Le capteur B, recevant le faisceau réfléGhi par l'objet à analyser, est ici un photosenseur du type CCD matriciel, délivrant une information qui est stockée en 39 avant de parvenir au convertisseur analogique-numérique proprement dit 9, ces différentes parties ayant toutes leurs alimentations spé-cifiques indiquées en 40. Le convertisseur 9 est raccordé
Z0 à un circuit de sortie 41, relié par une interface 4Z
au.calculateur 43. De plus, des moyens de visualisation 44, réalisés sous la forme d'un écran moniteur "vidéo", -/
3~3Sl~
de préférence avec image en couleur, son-t rellés de façon interactive aux circuits~de stockage 43, pour cont~ôler le transfert d'informatinnsversle convertisseur 9.
Le système d'analyse avec photosenseur CCD, dont le principe est donné par la figure 15, nécessite d'avoir au rninimu~ 100 niveaux de gris avec un système "anti-blo~ing", pour obtenir suffisamment d'inFormation. Les coordonnées "x" et "y" sont données automatiquement dans le plan. Elles sont corrigées ultérieurement en fonction~ 10 de la focale d'analyse utilisée, et de l'éloignement du point considéré par rapport à l'axe optiqueO La ~ coordonnée !lZll est le résultat d'une transformée du type Fourier, en ondès cohérentes comme en ondes non ~ cohérentes (avec utilisation d'une trame de repérage dans ce dernier cas). Les algorithmes mathématiques à
utiliser ici sont actuellement connus.
Tous les moyens décrits jusqu'à présent permettent l'obtention d'une empreinte optique en trois dimensions notamment d'un moignon de dent 1, et sa traduction sous une forme numérique exploitable par des moyens de trai-tement automatique de l'information. Ce traitement numérique doit, en considérant l'application à la réali-sation automatique d'une couronne, prendre encore en considération d'autres facteurs, théoriques et réels.
En particulier, comme le montre la figure 16, doit ~tre déterminée l'enveloppe de la future couronne ~5, c'est-à-dire le volume à l'intérieur duquel celle-ci doit s'inscrire. Ce volume est déFini par des plans, entre autres un plan antérieur 46 et un plan postérieur 47, théoriquement tangents aux dents adjacentes 4~ et 49, aux points de contact avec la dent à reconstituer, et dont la détermination pratique peut prendre en compte des ~acteurs correctifs, dûs aux mouvements physiologi-~ ques et au diastème. Le volume en question est aussi délimité par un plan latéral palatin ou lingual 50, et par un plan latéral vestibulaire 51, tangents, l'un et l'autre aux dents antérieure 4~ et postérieure 49 ;

.~9 .
ici égaleMent peuvent intervenir des facteurs correc-tifs, liés au type de dent r'-l reconstituer, ces facteurs pouvant être dégressifs par exemple dans le cas d'une incisive latérale supérieure. Pour définir cornpléternent l'enveloppe, sensiblement parallélèpipédique, dans la-quelle s'inscrit la couronne théorique, il reste encore à définir un plan inférieur, donné par la limite singu-laire de la courQnne, tracé autQmatiquement ou manuelle-ment sur moniteur, et un plan supérieur ou occlusal, déterminé en occlusion et défini comme le plan passant par le point le plus élevé de la surface occlusale de la dent antagoniste ou, en cas d'absence de cette dernière, par la limite supérieure des dents antérieure e-t posté-rieure.
Pour affiner la détermination du plan supérieur, on propose ici une méthode de détermination de la cinématique mandibulaire :
En faisant une empreinte de la mandibule avec pré-cision, il est possible de déterminer les facettes d'usure zo de chaque oent. Ces facettes correspondent aux plans de glissement de la mandibule sur le maxillaire supérieur. -Ces facettes sont donc l'empreinte des mouvements mandi-bulaires. En les étudiant dans leur ensemble il est connu depuis longtemps que l'on peu reconstituer les mouvements z5 avec une totale exactitude.
i~our repérer ces zones il suffit de faire serrer les deux maxillaires. Les points de contacts se trouvent forcément sur ces facettes. Si ces plans se retrouvent sur chaque dent et correspondent entre eux, ce sont forcé-ment les plans d'usure de la mandibule .~onnaissantmathématiquement les interrelations entre surface d'usure et mouvements mandibulaires de ces facettes, on connaitra les mouvements sans être obligé de faire une étude dyna-mique des mouvements des repères les uns par rapport aux autres.
De la même manière il découleraautoma-tiquemen-t le plan supérieur de l'enveloppe. En appliquant à ce plan -~ i2333sal - 20 _ les règles connues de l'occlusion, ne seront retenus comme zone de contact dent antagoniste -couronne que les points du type tripQdisme, "long centric" ou autre sta-bilisant l'arcade, permettan-t la mastication et permettant des déplacements normaux de la mandibule.
L'on obtient ainsi six plans, auxquels doivent etre tangentes les diverses faces ex-térieures d'une couronne théorioue, pouvant être désormais entiè-rement déterminée en partant d'une forme de dent théori-1~ que mise en mémoire, OLI en partant de l'analyse de la !dent symétrique existante après correction "gauche-droite". Au cas éventuel où la dent était intacte avant l'opération de taille, il sufFirait de réaliser une empreinte optique avant la taille et une empreinte opti-que après la taille. Pour un ensemble correspondant àplusieurs dents, il suffit de diviser l'espace considéré
en une pluralité d'enveloppes unitaires.
Une fois déterminée la forme extérieure de la couron-ne théorique, il convient de l'adapter, comme l'illustre la figure 17, à la farme et à la position du moignon de dent 1. L'opération consiste à Faire coïncider le bord inférieur A de la couronne 45, situé dans le plan inférieur de l'enveloppe, avec le contour ~ du moignan 1, en respectant une épaisseur minimale de matière e Z5 au point le plus bas. Pour cela, le proFil extérieur théorique de la couronne 45' suoit une correction progres-. sive, lui conservant une allure de courbe régulière tout en lui permettant de joindre la zone de contact ~ a~ec les dents adjacentes 4~ et 49, d' une part, et la .
-~ z33350 - 2l -limite inférieure désirée, d'autre part.
En ce qui concerne la limite supérieure, une première correction à efFectuer consiste à centrer la gouttière de la dent théorique sur la ligne genérale des gouttières des dents de l'arcade. Une deuxie~e correction est celle d'occlusion statique ; elle repré-sente une adaptation aux surfaces occlusales ~es dents antagonistes telle que 52 (figure 17), saisie par des moyens décrits plus loin. Une troisième corre~tiDn consiste à faire un lissage mathématique en incluant la surface obtenue à l'ensemble des arcades en occlusion et en induisant des mouvements latéraux et antero posté-rieurs effectuant un lissage des données. Il est à noter que l'enveloppe peut être déterminée aussi par l'adjonc-tion d'une coiffe déformable sur le moignon 1, le plansupérieur ou occlusal étant dans ce cas analyse en trois dimensions après avoir demandé au patient d'effec~uer tous les mouvements nécessaires.
Dans le cas d'une prothèse mobile, camme le montre la figure 18, la définition de l'enveloppe est partiel-lement différente : on distingue toujours un plan inférieur 53, un plan supérieur 54 et un plan postérieur 55, mais les plans latéraux et antérieur sont réunis en une seule surface enveloppe incurvée 56, qui sera Z5 déterminée comme étant sensiblement tangente à la crête ginoivale, et toutefois espacée de celle-ci de quelques millimètres, cet espacement étant fonction de la partie la plus vestibulée de la prothèse (bord libre des inci-sives ou rebord de la résine...). La limite inférieure 3~ de la surfaLe 56 devra @tre fixée à une profondeur non traumatisante, fonction de l'empreinte optique définis-sant le plan inférieur 53. Au moment oe la prise de cette empreinte, il sera souhaitable de faire jouer les mus-cles buccaux pour que son intersection avec la surface 56 ne soit pas traumatisante. Le plan postérieur 55 sera déterminé par Les éléments anatomiques situant la limite théorique d'une prothèse (tubérosité rétro-molaire, ,.
'' ~Z33350 _ Z2 -trigône,...)- EnFin, le plan supérieur 54, cI est-à-dire le plan d'occlusion de la prothèse resultera directement de la détermination de l'occlusion réelle, décrite ci-~ après en référence aux Figures 19 et suivantes.
Dans ce but, s'il existe encore des contacts den-taires, l'on réalise des empreintes optiques des arcades supérieure 33 et in~érieure 3L~, comme déjà décrit plus haut, ainsi que des empreintes optiques antérieure et latérales définissant des "claies" antérieure 57 et latérales 5~. Ensuite l'on procède à l'ajustement des empreintes supérieure et inférieure l'une par rapport à l'autre, les claies permettant le positionnement ma-thématique exact dlun maxillaire par rapport à l'autre, d'où obtention de l'occlusion 'Istatique''.
S'il n'existe pas d'antagoniste, dans le cas d'une prothèse fixe, on se reportera au cas traité précédem-ment, alors que pour une prothèse mobile (complète) on procédera comme décrit plus haut, en déclenchant la prise d'empreinte de la claie de préférence au pied Z0 pour bien fixer les rapports inter-maxillaires au bon moment.
Pnur la détermination de l'occlusion "dynamique", les mouvements des mâchoires peuvent être enregistrés selon un mode opératoire sensiblement identique, par analyse Faciale du patient sur lequel on aura placé un certain nombre de repères buccaux. Si cette analyse faciale se fait en rayons X, il sufFit d'avair trois repères radio-opaques, liés aux maxillaires et visibles à la prise dlempreinte optique. Slil s'agit de repères émetteurs, il faut que la table d'analyse soit sensible à la longueur d'onde d'émission, et que ces repères saient visibles à la prise d'empreinte optique. S'il slagit de repères classiques, il faut qu'ils soient visibles à tout moment durant llanalyse des mouvements.
Dans chaque cas, les repères doivent @tre fixes à quel-que 100 ~ près, entre le début et la fin de l'analyse.
Si ces repères ne sont que intra-buccaux, il faut qu'ils lZ3335C~
_ 23 _ ~~~ soien-t \/isib]es à tout instant durant l'analyse des mou-vements.
L'organigramme de la figure Z0 i:Llustre l'exécution - de cette dernière opération, eFfectuée en réalisant un contrQle par les moyens de visualisation 4~.
Dans tous les cas sains, cette analyse évite une étude directe de l'articulation temporaux-maxillaire.
Dans les cas pathologiques, il sera cependant judicieux d'adjoindre des moyens d'étude musculaire (tension,...) et d'étude de cette articulation, le processus à suivre étant illustré par l'organigramme de la figure Z1. Dans ce dernier cas, on utilisera pour les repères internes et externes un système de fixation endo-buccal sur dent ou sur gencive, collant ou à ventouse, et après enregis-trement des mouvements Faciaux des points externes, onpren~ra deux empreintes optiques, l'une avec les points de repère, l'autre pour la prothèse elle-même. Il suffit alors de positionner mathématiquement les empreintes l'une par rapport à l'autre, en ne retenant que les repères. Les mouvemen~s faciaux permettront de donner les mouvements des rnandibules dans l'espace. L'étude de l'articulation temporaux-maxillaire permettra de suivre le cas pathologique par rapport à l'occlusion, et de chercher une meilleure occlusion. La même remarque peut @tre faite pour l'étude musculaire.
En variante, on peut aussi appliquer ici la méthode des facettes d'usure expliquée précédemment, et retrouver ainsi mathématiquement tous les mouvements de la mandi-bule sans avoir à les étudier de fa~on dynamique.
En ce qui concerne la détermination des couleurs, la teinte ~'une dent sera évalùée par un procedé connu de thermographie, en utilisant en particulier un récep-teur à inFrarouge à grande ouverture ou en suscitant un éclairement infrarauge. Les couleurs déterminées auto-matiquement seront adressées, après visualisation (en couleur réelle), à la mémoire pUi5 au stock de dents.
Cette même détermination peut induire la fabrication automatique cle surfaces esthétiques tinclusions automa-tiques de cauches successives de résine ou céramique, suivie de cuissons automatiques de dents).
L'organigramme de la figure 22 résume l'ensemble ' ~~' l~~33~s~
- 2L~
des opératlons relatives à la définition oes caractéris-tiques d'une prothèse Fixe, à sa réalisation et à son adaptation, à partir de prisss d'empreintes optiques et - autres données obtenues par les moyens précédents. Des exemples concrets de fabrication de prothèses fixes, notamment couronnes, seront décrits plus loin.
On s'intéressera, auparavant~aux principes de fabrication de prothèses mobiles, en considérant tout d'abord une prothèse mobile avec antagonis-te.
Dans ce cas, les inFormations devant être reçues sont : l'empreinte optique des deux maxillaires, les claies Frontale et latérales, les mouvements généraux des maxillaires. On effectue les opérations comme suit :
- On prend l'empreinte optique des deux maxillaires et des claies. Après les avoir visualisées et choisi la meilleure image, on effectue la conversion analogique-numérique, et l'on stacke les résultats. Il est nécessai-re de bien faire jouer les muscles pour que la limite inférieure de la surface enveloppe incurvée 5~ soit Z~ exacte.
- an fait une détermination d'occlusion statique et dynamique pour limiter encore plus le volume envelop-pe.
- Un appel à la mémoire théorique ou le tracé manuel sur moniteur permettra de proposer un tracé de prothèse sur ce type de maxillaire et dans l'enveloppe ~onsidérée.
- Un appel à la mémoire théorique permettra le choix des dents selon le m~me principe que pour une pro-thèse fixe (adaptation à l'occlusion, aux mouvements mandibulaires, à la teinte).
- Pour des raisons esthétique~ l'usinage sera sépa-ré pour les dents d'une part et la plaque d'autre part.
- On adoptera un système de Fixation usiné sur la ~ plaque et dont les contreparties seront usinées sur les dents. Le type de fixation choisi doit être stable et ~ démontable. La Fixation sera automatique ou manuelle.
~ - Une étude échographique peut permettre de connai-~' '' 1233351~

tre les ~ones de décharge (épaisseur gingivale).
Ohacune de ces étapes sera contr~lée à tout moment et corrigée éventuellement sur l'écran moniteur de visua-lisation, comme le montre l'organigramme de la fi'gure Z3 qui résume l'ensemble des opérations. Le système de reoé-- rage d'usinage sera précisé plus loin.
Pour la fabrication d'une prothèse mobile sans anta-goniste, les opérations sont sensiblement identiques mais nécessitent une évaluation plus exacte de la posi-tion de repos musculaire de la bouche, puis de celle del'occlusion. Pour cette raison, il est ici proposé un système identique au précédent, à l'exception de fonc-tions complémentaires illustrées par l'organigramme de la figure 24, pour opérer une analyse plus stricte au niveau de l'occlusion :
- Analyse de la position de repos avec l'aide de capteurs musculaires et d'une analyse de l'articulation temporaux-maxillaire.
- Réduction de 2mm oar exemple de la position obte-nue, donnant la position d'occlusion.
- ~éunion théorique des deux maxillaires sur cette dernière position 4 and 7, to a box 15 located outside the mouth and containing the emitting source 2 as well as the sensor ~ and converter 9, allowing use a high-performance laser (see Figure 3).
Each of the optical fibers 4 and 7, or 7 'and 7'', - must be sheathed to avoid all eye risks.
Figure 4 illustrates the principle of a device not using a coherent light source. The wave emitting means, designated as a whole 3Q by the reference 16, here include a light source 17 for example halogen, a light capacitor 1a, a tracking frame 19 and a lens 20. The wave receiving means, designated as a whole by the reference 21, camprendent a 2n ~ objective, a frame 19a and the sensor a, always associated with the analog to digital converter. The two frames of marking 19 and 23, for example of the "micro moiré" type, ~ 3,335 ~
_ 1L ~ _ must have a known pitch to 10 3 mrn near the m ~ mimurn.
The number of fringes or quadril ~ age ~ must be determined with precision (from 1mm to 10mm, the id ~ ale value being Zmm). The distance between the two optical centers must be known to the nearest 0.5 mm, and the focal length must be known to the nearest mm. These different factors are set and defined constructively. Moiré can present, for tooth analysis, a reflex problem, due to what the incident light is white type. ~ our avoid this, we will work in a range of waves not corresponding to no color present in the mouth, by placing for example a filter allowing to work in blue or green, or between green and blue. he remains to determine or fix the distance between the plane of analysis of the sensor a from the reference plane, to be located still below the lower edge of the future crown-ne, this last distance to be known to the nearest mm.
- One solution consists in fixing, on the analysis head 13, a needle Z2 of cnnvenably chosen length, intended Z0 to be supported on tooth stump 1 to be analyzed, as shown in Figure 5 showing a practical assembly corresponding to the principle of Figure 4, and using optical fibers 4, 7 ', 7''as well as lenses 5, 6 ', 6''as in the previous case from a light source consistent.
Another possible assembly is illustrated by the Figure 6, where a single optical fiber Z3, carrying a slow tille Z4 at its end provided with the needle 22, guide simultaneously the incident beam and the reflected beam chi, the latter is reflected by a semi-transparent mirror rent 25 on the sensor associated with converter 9.
~ Optical ibres can also be deleted, as shown in ~ igure 7, by making a head of ana-lysis 13 including the light source 17 and the sensor ~, on which the respective lenses are directly mounted t ~ ves 5 and 6. This head 13 is connected by connections ~ electrical 26 and Z7 to a power supply 2 ~ vice versa -12333 ~
_ l5 -seuranalogique-rumérique9, belonging to a bo ~ tierextériewr Z9.
~ As shown in Figure ~ B, a system of two mirrors 30 and 31, a ~ opted for the optical system produced ~ according to the principles previously described, allows deflect the incident beam, and the reflected beam, so as to allow the analysis of the face of the object 1 opposite to the side directly accessible from the source-17 and the sensor ~. Alternatively, as illustrated by the _ _ _ FIG. 9, the combination of a light source 17, a single 3Z mirror and two 3 'and B''sensors, ; associated respectively with analog-~ digital 9 'and 9 ", allows the simultaneous analysis of two Opposite faces of the object 1.
- While the object 1 to analyze extinguishes so far assumed to be small, Figures 10 and following your show how the optical system can be adapted to the analysis of a more extended area, including the occurrence the upper arch 33 and / or the lower arch rieure 34, to analyze these arches Z0 to locate the entire prosthesis in the middle oral. The principles of realization of the device remain unchanged: a box 15 is connected, by a fiber optic 4, to a lens 5 diffusing the incident beam tooth, while other 6 'and 6''lenses are attached at the starting point of the 7 'and 7 "optical fibers which guide the reflected beams. The optics must be plus "width", ek the needle Z2, when it is used to this solution when using non-coherent waves annuities, must be adapted to the optics and the fulcrum . 30 chosen. Thus can be performed a palat support ~ in (see ~ Figure 11) or dental support (Figure 1Z), or possibly vestibular support (not shown).
For the same purpose of sltuting the prosthesis in san environ-occlusion analysis is still possible, front or side, with a vestiou-laire 22 Ol ~ 22a (see figure 13), as well as an analysis ~~ ~ e the face, performed after placing on the patient ~; ~ 333S (: ~ -a number of facial cues. Landmarks can be placed on the teeth (incisors and premo ~
laires), at the base of the lower maxilla, and at the level condyle or ear hole, to perform an analysis dynamic, with progressive movements of the jaw (movements in occlusion and extremes).
In medical applications of high surgery, digital information can be obtained at from a radiological analysis reconstituted in three dimensions, or by coupling on a scanner, or by correlation vector tion on radiographic image, or by ultrasound. 5 it is certain that we can admit ultrasound for obtaining the optical impression a dental form, as a variant of the solutions described-previously, the use of ultrasound waves is interesting especially in determining the contour of an organ. As shown in Figure 14, the generator ultrasound waves 35, directed to object 1 to analyze, must be driven by a 3 ~ clock providing ZO a time base, and the reception of reflected signals by the sensor S, associated with the converter 9, takes place through a translator 37 and / or an amplifier ficitor 33-... .
Insofar as the information is taken separately Z5 ment by several sensors, it is necessary to associate the images together. For this we can realize a posi-with respect to a reference element, such as needle Z2, or relative to the circumference the best captured. It is only as a result of such overlay operation that we can be certain to have determined the whole form. For this he Sufficient to study the "space-point", that is to say to check if the space between two points is constant. If it's not not the case, there is lack of information.
The correction will be made by joining the most extreme points respecting the curvature of nearest points, the number of determining points ~ ce-tte courbore being fnnctlnn of the precision of the method.
Another mod is to increase the values according to the requirements of the insertion of the ~ 5 prosthesis (small undercuts) and properties physical properties of the sealing cements used. If we uses "memory" metals, this last operation becomes useless.
Figure 15 shows in more detail the means reception of reflected waves and analog conversion digital-logical, allowing rapid optical analysis and repetitive, with simultaneous viewing for put the choice of the best image. Sensor B, receiving the beam reflected by the object to be analyzed, is here a matrix CCD photosensor, delivering a information which is stored in 39 before reaching the proper analog-to-digital converter 9, these different parts having all their specific power supplies specifics indicated in 40. Converter 9 is connected Z0 to an output circuit 41, connected by a 4Z interface to the computer 43. In addition, display means 44, produced in the form of a "video" monitor screen, -/
3 ~ 3Sl ~
preferably with color image, are rellés of interactively with the storage circuits 43, for cont ~ ôler transfer of informatinnsversle converter 9.
The CCD photosensor analysis system, including the principle is given by figure 15, requires to have at rninimu ~ 100 grayscale with an "anti blo ~ ing ", to get enough information.
coordinates "x" and "y" are given automatically in the plan. They are corrected later according to ~ 10 of the focal length of analysis used, and the distance of the point considered in relation to the optical axis O La ~ coordinated! lZll is the result of a transform of Fourier type, in coherent waves as in non waves ~ consistent (with the use of a tracking frame in this last case). Mathematical algorithms to use here are currently known.
All the means described so far allow obtaining an optical impression in three dimensions including a tooth stump 1, and its translation under a digital form exploitable by means of processing automatic information. This treatment digital must, considering the application to the reali-automatic crowning, take again consideration of other factors, theoretical and real.
In particular, as shown in Figure 16, should ~ be determined the envelope of the future crown ~ 5, that is to say the volume inside which it must register. This volume is defined by plans, among others an anterior plane 46 and a posterior plane 47, theoretically tangent to the adjacent teeth 4 ~ and 49, at the points of contact with the tooth to be reconstructed, and whose practical determination can take into account corrective actors, due to physiological movements ~ ques and diastema. The volume in question is also delimited by a lateral palatal or lingual plane 50, and by a lateral vestibular plane 51, tangent, one and the other with the anterior teeth 4 ~ and posterior 49;

. ~ 9.
here also correct factors can come into play tifs, related to the type of tooth r'-l reconstitute, these factors may be decreasing for example in the case of a upper lateral incisor. To define it completely the envelope, substantially parallelepipedic, in the-what fits the theoretical crown, there is still to define a lower plane, given by the singular limit yard area, autQmatically or manually drawn-ment on monitor, and a superior or occlusal plane, determined in occlusion and defined as the passing plane by the highest point of the occlusal surface of the opposing tooth or, in the absence of the latter, by the upper limit of the anterior and posterior teeth better.
To refine the determination of the upper plane, we here proposes a method for determining the kinematics mandibular:
By making an impression of the mandible with pre-cision, it is possible to determine the wear facets zo of each oent. These facets correspond to the plans of sliding of the mandible on the upper jaw. -These facets are therefore the imprint of mandi-bulars. By studying them as a whole it is known for a long time that we can reconstruct the movements z5 with total accuracy.
i ~ our locate these areas just tighten the two maxillae. The contact points are located necessarily on these facets. If these plans are found on each tooth and correspond to each other, these are forced-ment wear planes of the mandible. ~ mathematically recognizing the interrelationships between wear surfaces and mandibular movements of these facets, we will know movements without having to do a dynamic study mique of the movements of the reference marks with respect to the other.
In the same way it will automatically upper plane of the envelope. By applying to this plan - ~ i2333sal - 20 _ known rules of occlusion, will not be retained as antagonistic tooth contact zone - crowns that points of the tripQdism, long centric or other type promoting the arch, allowing chewing and allowing normal displacements of the mandible.
We thus obtain six plans, to which must be tangent the various exterior faces of a Theoretian crown, which can now be entirely rely determined from a theoretical tooth form 1 ~ that put in memory, OLI starting from the analysis of the existing symmetrical tooth after correction "left-right ". In the event that the tooth was intact before the pruning operation, it would suffice to carry out a optical impression before size and an optical impression only after pruning. For a set corresponding to several teeth, it is enough to divide the space considered in a plurality of unit envelopes.
Once the external shape of the crown has been determined not theoretical, it should be adapted, as illustrated Figure 17, to the shape and position of the stump Tooth 1. The operation consists in making the lower edge A of the crown 45, located in the plane lower part of the envelope, with the outline ~ of the moignan 1, respecting a minimum thickness of material e Z5 at the lowest point. For this, the external profile theoretical of the crown 45 'follows a progressive correction . sive, maintaining a regular curve appearance while allowing him to reach the contact area ~ a ~ ec the adjacent teeth 4 ~ and 49, on the one hand, and the .
-~ z33350 - 2l -desired lower limit, on the other hand.
Regarding the upper limit, a first correction to perform is to center the gutter of the theoretical tooth on the general line gutters of the teeth of the arch. A second correction is that of static occlusion; it represents feels an adaptation to occlusal surfaces ~ teeth antagonists such as 52 (figure 17), seized by means described below. A third match ~ tiDn is to do a mathematical smoothing including the surface obtained at all occlusion arches and inducing lateral and antero posterior movements laughers performing data smoothing. Note that the envelope can also be determined by the adjou-tion of a deformable cap on the stump 1, the upper or occlusal plane being in this case analyzed in three dimensions after asking the patient to perform ~ uer all the necessary movements.
In the case of a mobile prosthesis, camme shows it Figure 18, the definition of the envelope is partial-slightly different: we always distinguish a plane lower 53, an upper plane 54 and a posterior plane 55, but the lateral and anterior planes are united in a single curved envelope surface 56, which will Z5 determined to be substantially tangent to the crest ginoivale, and however spaced from it by a few millimeters, this spacing being a function of the part the most vestibulated of the prosthesis (free edge of the inci-sives or edge of the resin ...). The lower limit 3 ~ of surface 56 should be fixed at a depth not traumatic, function of the defined optical imprint-the lower plane 53. At the time of taking this imprint, it will be desirable to play the mus-buccal keys so that its intersection with the surface 56 is not traumatic. The posterior plane 55 will be determined by The anatomical elements locating the theoretical limit of a prosthesis (retro-molar tuberosity, ,.
~ Z33350 _ Z2 -trigone, ...) - Finally, the upper plane 54, i.e.
the prosthesis occlusal plane will result directly the determination of the actual occlusion, described below ~ after with reference to Figures 19 and following.
For this purpose, if there are still close contacts keep silent, we make optical impressions of the arches upper 33 and in ~ er 3L ~, as already described more top as well as anterior optical impressions and lateral defining anterior "trays" 57 and side 5 ~. Then we proceed to the adjustment of the upper and lower footprints one relative to the other, the racks allowing positioning exact thematic of a maxilla in relation to the other, hence obtaining the 'Istatic' occlusion.
If there is no antagonist, in the case of a fixed prosthesis, we will refer to the case treated above.
while for a (complete) mobile prosthesis we proceed as described above, by triggering the impression of the rack preferably at the foot Z0 to properly fix the inter-maxillary ratios to the correct moment.
For determining "dynamic" occlusion, jaw movements can be recorded according to a substantially identical procedure, by Facial analysis of the patient on whom we will have placed a a number of oral landmarks. If this analysis facial is done in x-rays, there is enough air three radiopaque markings, linked to the maxillae and visible when taking an optical impression. Slil are landmarks transmitters, the analysis table must be sensitive at the emission wavelength, and that these marks were visible when taking an optical impression. If he slagit of classic landmarks, they have to be visible at all times during the movement analysis.
In each case, the markers must be fixed at whatever than 100 ~ near, between the start and the end of the analysis.
If these landmarks are only intraoral, they must lZ3335C ~
_ 23 _ ~~~ is you / isib] es at all times during the analysis of the mo-clothes.
The flow diagram of figure Z0 i: Illustrates the execution - of this last operation, carried out by carrying out a control by the display means 4 ~.
In all healthy cases, this analysis avoids direct study of the temporal-maxillary articulation.
In pathological cases, however, it will be advisable to add means of muscular study (tension, ...) and study of this joint, the process to follow being illustrated by the flow diagram of FIG. Z1. In the latter case, we will use for internal benchmarks and external endo-oral fixation system on tooth or on gum, sticky or with suction cup, and after recording trement Facial movements of the external points, onpren ~ ra two optical impressions, one with the points the other for the prosthesis itself. It is enough then to position the fingerprints mathematically one in relation to the other, retaining only the landmarks. Facial movements will give the movements of the molecules in space. The study of the temporal-maxillary joint will allow follow the pathological case in relation to the occlusion, and to look for a better occlusion. The same remark can be done for muscle study.
Alternatively, the method can also be applied here wear facets explained previously, and find so mathematically all the movements of the mandi-bule without having to study them dynamically.
When it comes to determining colors, the shade ~ 'a tooth will be evaluated by a known process thermography, in particular using a receiver wide opening or arousing infrared infrared illumination. The self-determined colors matically will be addressed, after viewing (in actual color), in memory pUi5 to the stock of teeth.
This same determination can induce manufacturing automatic key aesthetic surfaces automatic inclusions ticks of successive cows of resin or ceramic, followed by automatic teeth baking).
The flowchart in Figure 22 summarizes the whole '~~' l ~~ 33 ~ s ~
- 2L ~
operations relating to the definition of these characteristics Ticks of a Fixed prosthesis, its realization and its adaptation, from optical impressions and - other data obtained by the above means. Of concrete examples of manufacturing fixed prostheses, in particular crowns, will be described later.
We will be interested, before ~ the principles of manufacture of mobile prostheses, considering all first a mobile prosthesis with antagonis-te.
In this case, the information to be received are: the optical imprint of the two maxillae, the Frontal and lateral racks, general movements maxillae. The operations are carried out as follows:
- We take the optical impression of the two maxillae and racks. After viewing and choosing them the best image, we do the analog conversion numeric, and we stack the results. It is necessary-re to play well the muscles so that the limit bottom of the curved envelope surface 5 ~ either Z ~ exact.
- year makes a static occlusion determination and dynamic to further limit the envelope volume eg.
- A call to theoretical memory or manual plotting on monitor will provide a prosthesis layout on this type of jaw and in the envelope ~ considered.
- A call to the theoretical memory will allow the choice of teeth according to the same principle as for a pro-fixed thesis (adaptation to occlusion, movements mandibular, in shade).
- For aesthetic reasons ~ the machining will be separated D for the teeth on the one hand and the plaque on the other.
- We will adopt a fixing system machined on the ~ plate and whose counterparts will be machined on teeth. The type of fixing chosen must be stable and ~ removable. Fixing will be automatic or manual.
~ - An ultrasound study can allow us to know ~ '''1233351 ~

be the discharge ones (gingival thickness).
Any of these steps will be checked at any time and possibly corrected on the monitor screen readout, as shown in the organization chart for fi'gure Z3 which summarizes all the operations. The system of reo-- machining rage will be specified later.
For the production of a mobile prosthesis without gonist, operations are substantially identical but require a more accurate assessment of the posi-tion of muscular rest of the mouth, then that of the occlusion. For this reason, it is proposed here a system identical to the previous one, with the exception of additional information illustrated by the organization chart of Figure 24, to carry out a more strict analysis at level of occlusion:
- Analysis of the rest position with the help of muscle sensors and joint analysis temporal-maxillary.
- Reduction of 2mm or example of the position obtained naked, giving the occlusion position.
- ~ theoretical union of the two maxillae on this Last Position

5~il reste des dents servant de support pour la prothèse à fabriquer, le calculateur déterminera l'axe d'insertion ioéal, oF~rant le maximum de stabilité, comme résuitante de l'ensemble des axes dentaires pris séparément. Dans la mesure où l'insertion est impassible, il y aura positionnement d'attachement sur les dents les plus responsableS. Enfin le calculateur ~hoisira, pour le tracé des crochets ou le point d'ancrage des attachements, la meilleure situation.
- En orthopéoie dento-faciale, l'empreinte optique permet de traiter réellement l'étude des moulages de Façon automatique. Elle permet d'aboutir à un diagnostic, et à la proposition d~un traitement dent pàr dent en associant le5 données radiugraphiques, échographiques et thermographiques. En faisant l'empreinte optique de 2333S(~
.
_ 26 _ l~arcade et des maxillaires, on pourra Faire un calcul automatique des constantes ser~ant au diagnostic. En faisant une empreinte de la face, de façon automatlque on en déterminera les constantes faciales Fondamentales.
En associant l'empreinte optique buccale et faciale à
l'analyse musculaire et radiographique, il en découlera une autamatisation du diagnostic puis du traitement, chose qui était impossible jusqu'à présent. Compte tenu de l'empreinte optique des maxillaires, et des empreintes radiologiques des dents prises séparément, il y aura usinage au-tomatique des crochets de traction des dents à déplacer et de leurs points de fixation sur les dents ou sur une prothèse mobile. En faisant une empreinte - optique chaque année à un même enfant, le diagnostic se ~ 15 fera automatiquement l'année où l'interventiDn deviendra nécessaire. Enfin, en prévoyant les résulta-ts de façon empirique, il sera possible de contraler chaque étap.e du traitement.
Dans le domaine de la dentisterie opératoire, plu-tôt que d'utiliser la photographie (selon le procédé du brevet US N~ 3 ~61 044 signalé dans l'introduction), le dispositif selon la présente invention permet de réaliser ~ une empreinte optique, donnant directement une image en ~ trois dimensions, sans utiliser le support intermédiaire Z5 qu'est la photographie.et en stockant au contraire direc-tement l'information, moyennant seulement une conversion analogique-numérique. Pour déterminer le volume utile de l'obturation à réaliser, on procédera comme pour une ~ prothèse, mais dlune façon plus rapide :
- 1er temps : détermination du volume - 2ème temps : détermination des plans enveloppes ~ (cavités composées) - 3ème temps : détermination de l'occlusion statique ~ et dynamique 4ème temps : usinage de l'insert (ou"inlay") d' obturation .
~, Le mode opératoire est donc identique à celui de la - .. , ,.. .,:
. ~LZ33350 ; - 27 -réalisation d'une prothèse fixe. Le volume de la charnbre pulpalre sera évalué de la mêrne façon afin de calibrer les instruments.
En paradontologie, les moyens d'investigation propo-sés par la présente invention permettent de résoudre lediagnostic "articulation temporaux-maxillaire/muscle/
articulé dentaire", mais aussi celui de la dent par rapport à son support osseux. Dans le premier ces, après avoir Fait un repérage de ]'articulé occlusal, on y associe la position du condyle dans la cavité glénoïde et l'état de tension musculaire. On saura ainsi s'il existe une dissymétrie articulaire ou musculaire, ou tnute autre pathologie liée à cet ensemble. Dans le cas du diagnostic dentaire, on déterminera par échogra-phie ou par xérographie le contour osseux;par rapportau contour dentaire et muqueux, et l'on mesurera la mobilité dentaire par empreintes optiques successives.
En chirurgie, les moyens techniques selon la présen-te invention seront utilisables pour situer très exacte-ZO ment la position d'une den-t incluse (échographie).
En implantologie, si la cavité est dégagée, il sera ~logique d'e~fectuer une prise d'empreinte optique loca-lisée, comme décrit précédemment. 5i la cavité est d'une accessibilité difficile, on aura recours à l'échographie ou à la radiographie, sous différents angles. Le tout permettra d'usiner des implants adaptés très exactement à la cavité taillée, en supprimant les implants préfa-briqués.
Pour les implants juxta-osseux comme en haute chirur-gie, on procédera à une visualisation en échographie, auxrayons X ou en onde pénétrante, afin de repérer les con-tours osseux exactsl puis on dessinera la pièce sur moni-teur. Cekte pièce permettra donc de Fixer parfaitement les éléments éventuellement Fracturés, de guider le geste du chirurgien et de réaliser la pièce avant l'ouverture de la plaie.
Le système de programmation et de communication avec ''' ' ' ~ ~233350 l'opérateur doit évidemment ~tre adapté à la nature des inFormatiorls traitées (Formes définies numériquement), en perrnettant la visualisationv le contrôle et la sauve-garde du travail, essentiellement en utilisant un pupi-tre avec clavier alphanumérique et de commande de fonc-tions, ainsi qu'un écran de visualisation et des moyens graphiques interactifs, permettant de "manipuler" l'image:
translation, changement d'échelle, rotation, !~ Les données seront traitées rapidement, en "temps réel", tout en permettant de stocker le travail e~Fectué, pour la constitution du Fichier "clients" et l'exécution d'autres tâches de gestion du cabinet dentaire ou médical. Les images à traiter et les formes à usiner se ramènent es-sentiellement à des surfaces et volumes. Les sur~aces complexes seront déFinies comme une fraction d'interpola-tion d'un réseau de points et de courbes, sur lesquels - oes contraintes transversales de tangence et de courbure seront imposées. Les volumes complexes devront dériver de volumes polyédriques imposés par les limites de Z0 l'enveloppe optique et par les possibilités d'insertion de la pièce prothétique. Une dernière fonction moins abstraite sera la préparation de l'usinage par commande numérique, à partir des éléments stockés dans la mémoire, avec contrôle permanent, l'opérateur n'ayant pas à
choisir le travail car il sera présélectionné (fonctions réduites).
Le schéma-bloc oe la figure 25 résume le principe d'usinage automatique d'une prothèse et oe contr~le d'usinage.
Plus particulièrement, deux types d'usinage sont à
envisager, dans le domaine de la prothèse et de la dentis-terie opératoire~ à savoir l'usinage du support et l'usi-nage de la ou des pièces esthétiques. L'usinage du support doit s'adapter aux sur~aces existantes, telles que celles du moignon, déterminées par les moyens exposés précédem-ment. La partie en contact avec la bouche suivra les règles connues. Pour la partie supérieure, plusieurs ~333S~
.
~ - 29 -possibilités sont offertes :
Comme montré en haut de la Figure 26, si le maté-riau utilisé est esthétiquement et biologiquement accep-table, le support est usiné en fonction de toutes les oonnées à prendre en cansidération, pour constituer lui-~ même la totalité de la couronne 45 à réaliser, s'adaptant sur le moignon 1.
~ Le support 59 peut aussi, comme montré au bas de la figure Z6, comporter des points de fixation 60, usinés pour la mise en place d'une pièce esthétique 61 qui ~ viendra recouvrir exactement le support 59, l'ensemble ~ constituant la couronne h5.
~ Dans le cas d'un moignon 1 trop réduit, le support 59 peut encore comporter un pivot de fixation 62, éven-tuellement Fileté, comme le montre la figure 27.
Les points de Fixation, tels que 607 peuvent être :
des axes très rigides de dimensions déterminées avec précision, sur lesquels viendront se fixer des éléments avec formes d'ancrage complémen~aires (en ciment, métal..
~ 20 -des boutons-pressions, amortis,... attachements pouvant se fixer sur l'axe rigide et supportant l'élément esthé-tique - des systèmes de vissage - des moyens de collage.
En chirurgie et en orthopédie dento-faciale, l'usi-nage peut concerner en outre des points de ~ixation de ressarts, ou un moule réalisé à la suite d'une étude en chirurgie esthétique.
Le travail d'usinage consiste à modéliser par réfé-rence à des géométires de forme. On peut, en premier - lieu, modéliser par référence à des géométries simples les ~ormes de dents, à partir de la reconnaissance des formes de leurs projections dans deux plans distincts ;
cette méthode éviterait la reconstruction point par point du volume dans l'espace, éliminant ainsi une teohnique lourde et inutile pour l'usinage par commande numérique.
Aux données purement géométriques de l'objet à
usiner (coordonnees en trois dimensions), s'ajouteront ~ les paramètres suivants : nature du matériau tdésigné
.

par un numéro si la choix est possible) - numéro de l'outil - séquence de fraisage.oLI autre usinage - vitesse de l'outil - cote d'avance/retour rapide - co-te d'arrn-sage - Fin de programme~ Les coordonnées serant déter-minées de manière relative plutât que de manière absolue.
La machine explr.~rera les informations en rafales pour les distribuer. Les procédés d'usinage utilisables seront :
- le ~raisage, - l'électro-éro,ion par générateur à impulsions et électrode fine, - llélectrochimie pour rectification et perçage, - l'électro-formage pour dépat sur Forme maitresse (parties esthétiques), - l'usinage chimique, notamment pour la réalisation de prothèses amovibles par la -technique du masque, - les ultra-sons.et la haute énergie (laser) :
opérations de finition, nettoyage, soudure, voire d'usi-nage proprement dit.
L'usinage consiste essentiellement à enlever de la matière d'une pièce afin de lui donner les formes idéales recherc.hées. Dans le cas présent, il s'agit de générer des programmes de comrnande numérique permettant de réa-liser l'intérieur et l'extérieur de la prothèse, et Z5 aussi d'utiliser des outils et des orientations et tra-jectaires ri'outils géometriquement adaptés à cette appli-- cation ainsi qu'au matériau de la pièce. Plus partic~liè-rement,dans lecas prisici pour exemple d'unecouronne à réaliser, par utilisation d'une micro-Fraiseuse, les données géo-- 30 métriques nécessaires à la génération des programmes d'usinage se divisent en trois secteurs principaux :
- La base de la couronne est un contour fermé 63, constitué de segments de droite D et de demi-cercles C
tangents (voir Figure 28~. Le rayon du plus petit cercle C sera toujours supérieur à celui de l'outil au niveau du plan de joint.
- Le Flanc de la couronne s'appuie sur le contour -" ~;2333S(~
L
_ 31 _ ~~ précédent 63, et présente une dépouille angulaire varia-ble ~ ou ~ (vnir Figure 29).
- Le fond de la couronne sera constitué exclusive-ment d'un assemblage de plans adjacents 64, et ne présen-tera pas de partie en contre-dépouille (voir figure 30).
Ce fond est délimité, sur son périmètre, par le flanc 65 de la couronne. Le raccordement flanc-fond sera d'un rayon égal à celui du bout sphérique de l'outil, et il en sera de même pour tout dièdre rentrant.
Le choix des outils doit ~tre fait en fonction de la forme et des dimenslons de la couronne à usiner. Pour - l'usinage du flanc 65, on utilise un outil conique 66, de demi-angle au som~et égal à l'angle de dépouille à
obtenir, avec un bout sphérique 67 de rayon égal au rayon de raccordement au fond. Si le demi-angle au sommet de l'outil n'est pas égal à l'angle de dépouille, on est obligé de réalise~ un usinage en bout d'outil 68, en multipliant le nombre de passes d'usinage du flanc- Les plans de fond 64 définissent les limites de plongée de Z0 l'outil 66 ou 68. (voir Figures 3173Z et 33)o Pour l'usinage du fond d~ la couronne, un outil 69 à bout sphérique, de rayon égal au rayon de raccordement du fond, sera nécessaire. L'usinage du fond se fera plan par plan, avec passes linéaires et parallèles délimitées Z5 par les plans adjacen~s et/ou par le flanc de la c~uron-ne. Pour réaliser un programme général, il Faut convenir d'une forme type du contcur du plan de base et du nombre de plans de fond 6L~, ainsi que de leur disposition rela-tive (voir figure 34).
~ 30 Un schéma de principe de la machine d'usinage à
commande numérique 70 est donné par la figure 35? sur Iaquelle 71 désigne la zone où s'effectue le travail suivant les trois coordonnées x, ~ et z. De part et ~ d'autre de la machine proprement dite 70, sont disposés 35 des magasins 7Z et 73 permettant respectivement le choix __ du matériau à usiner et le choix de l'outil. La machine 70 comparte, en association avec ces magasins, un bras '... '' ~Z333~ ' 74 de prise des matériaux, et un bras 75 de changement d'outil, permettant les trans~erts entre les deux maga-sins 72 et 73 et la zone de travail 71.
On disposera d'un ensemble d'ébauches de couronnes 76 (voir figure 36), que le calculateur sélectionnera en fonction du volume et autres caractéristiques de la couronne 45 à réaliser. Chaque ébauche 76 est munie d'un - tenon de fixation 77, pour son immobilisation totale sur la machine. Dans ce but, la section du tenon 77 sera par exemple rectangulaire (voir figure 37).
Enfin, les copeaux résultant du Fraisage pourront être rec\lclés par fonderie, pour un nouvel usinase.
Comme il va de goi, l'invention se ne limite pas aux seules formes d'exécution de ce dispositif de prise d'empreinte qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application fondées sur les mêmes principes. En particulier :
- La fonction du capteur ~ peut être effectu~e en temps différé par la corrélation vectorielle entre deux images radiographiques ou photographiques, prises ~ sous des angles di~érents.
- Le convertisseur analogique-numérique 9, réalisé
sous la forme d'un microprocesseur, peut être incorporé
à l'ensemole enoo-buccal, dans un dispositif similaire à celui de la figure 7.
- Il est possible d'utiliser une première fibre optique de section circulaire pour guider le faisceau incident, et une seconde fibre optique de section annu-30 laire, entourant la première, pour guider le faisceau réfléchi, au lieu de fibres optiques juxtaposées.
- Dans le système optique, il est possible d'utili-ser non seulement des mirnirs, mais aussi des prismes ~ en association avec les fibres optiques, pour permettre 35 une observation iatérale dans des parties de la bouche r d'accessibilité diFficile.
. 5 ~ there remain teeth serving as support for the prosthesis to be manufactured, the calculator will determine the axis ioeal insertion, oF ~ rant maximum stability, as a result of all the dental axes taken separately. Insofar as the insertion is impassive, there will be attachment positioning on the teeth the most responsible. Finally the calculator ~ will choose, for drawing the hooks or the anchor point for attachments, the best situation.
- In dento-facial orthopoeia, the optical impression allows to really deal with the study of the moldings of Automatic way. It leads to a diagnosis, and to the proposal of a treatment tooth by tooth in combining the 5 radiographic, ultrasound and thermographic. By making the optical impression of 2333S (~
.
_ 26 _ the arch and the jaws, we can do a calculation automatic constants for diagnosis. In making an imprint of the face, automatically we will determine the fundamental facial constants.
By associating the oral and facial optical imprint with muscle and radiographic analysis, it will result automatic diagnosis and treatment, something that was impossible until now. Considering of the optical impression of the jaws, and of the impressions teeth taken separately, there will be automatic machining of tooth traction hooks to move and their attachment points on the teeth or on a mobile prosthesis. By making an imprint - optics each year to the same child, the diagnosis is ~ 15 will automatically be the year in which the intervention becomes necessary. Finally, by forecasting the results in a way empirically, it will be possible to control each step.
of treatment.
In the field of operative dentistry, most sooner than using photography (using the US Patent N ~ 3 ~ 61,044 reported in the introduction), the device according to the present invention allows to realize ~ an optical imprint, directly giving an image in ~ three dimensions, without using the intermediate support Z5 that is photography. And by storing, on the contrary, information, with only a conversion analog-digital. To determine the useful volume of the obturation to be carried out, we will proceed as for a ~ prosthesis, but faster:
- 1st stage: determination of the volume - 2nd step: determination of envelope plans ~ (compound cavities) - 3rd step: determination of static occlusion ~ and dynamic 4th step: machining of the insert (or "inlay") shutter.
~, The operating mode is therefore identical to that of - ..,, ...,:
. ~ LZ33350 ; - 27 -realization of a fixed prosthesis. The volume of the charnbre pulpal will be evaluated in the same way in order to calibrate instruments.
In paradontology, the means of investigation offer The present invention makes it possible to resolve the diagnosis "temporal-maxillary / muscle /
articulated dental ", but also that of the tooth by compared to its bone support. In the first these, after having made a location of the articulated occlusal, there associates the position of the condyle in the glenoid cavity and the state of muscle tension. We will know if he joint or muscle dissymmetry, or tnute other pathology related to this set. In the case of dental diagnosis, we will determine by ultrasound phy or by xerography the bone contour; compared to the dental and mucous contour, and we will measure the dental mobility by successive optical impressions.
In surgery, the technical means according to the present te invention will be usable to locate very exact-ZO ment the position of an included den-t (ultrasound).
In implantology, if the cavity is cleared, it will be ~ logic to e ~ take a local optical impression read, as described above. 5i the cavity is of difficult accessibility, we will use ultrasound or radiography, from different angles. All will allow you to machine very precisely adapted implants to the cut cavity, by removing the implants prefa-bricks.
For juxta-osseous implants as in high surgery gie, we will carry out a visualization using ultrasound, X-rays or penetrating waves, in order to identify the con-exact bone turnsl then we will draw the part on moni-tor. Cekte piece will therefore allow to fix perfectly possibly Fractured elements, to guide the gesture of the surgeon and make the part before opening of the wound.
The programming and communication system with ''''' ~ ~ 233350 the operator must obviously be adapted to the nature of the inFormatiorls processed (Numerically defined forms), by enabling visualization, control and saving on-the-job, mainly using a pupil be with alphanumeric keypad and function control tions, as well as a display screen and means interactive graphics, allowing to "manipulate" the image:
translation, change of scale, rotation,! ~
data will be processed quickly, in "real time", everything by allowing to store the work e ~ Done, for the constitution of the "Customers" File and the execution of other dental or medical office management tasks. The images to be processed and the shapes to be machined are reduced sentiently to surfaces and volumes. Surces complexes will be defined as a fraction of interpola-tion of a network of points and curves, on which - the transverse constraints of tangency and curvature will be imposed. Complex volumes will have to derive polyhedral volumes imposed by the limits of Z0 the optical envelope and the insertion possibilities of the prosthetic part. One last function less abstract will be the preparation of machining by order digital, from the elements stored in the memory, with permanent control, the operator does not have to choose the job because it will be preselected (functions reduced).
The block diagram in Figure 25 summarizes the principle automatic machining of a prosthesis and control machining.
More specifically, two types of machining are consider, in the field of prosthetics and dentistry operating area ~ namely the machining of the support and the swim of the aesthetic piece (s). Support machining must adapt to existing sur ~ aces, such as those of the stump, determined by the means described above is lying. The part in contact with the mouth will follow the known rules. For the upper part, several ~ 333S ~
.
~ - 29 -possibilities are offered:
As shown at the top of Figure 26, if the material riau used is aesthetically and biologically acceptable table, the support is machined according to all oata to be taken into consideration, to constitute ~ even the entire crown 45 to be produced, adapting on the stump 1.
~ The support 59 can also, as shown at the bottom of the figure Z6, have fixing points 60, machined for the installation of an aesthetic piece 61 which ~ will cover exactly the support 59, the whole ~ constituting the crown h5.
~ In the case of an excessively reduced stump 1, the support 59 may also include a fixing pivot 62, event-threaded, as shown in Figure 27.
Attachment points, such as 607 can be:
very rigid axes of determined dimensions with precision, on which elements will be fixed with complementary anchoring forms (cement, metal ..
~ 20 - snaps, cushioning, ... attachments that can to be fixed on the rigid axis and supporting the aesthetic element tick - screwing systems - bonding means.
In surgery and in dentofacial orthopedics, the usual swimming may also relate to attachment points of ressarts, or a mold produced following a study in plastic surgery.
The machining work consists of modeling by reference Reference to shape geometries. We can, first - place, model with reference to simple geometries the tooth elms, from the recognition of forms of their projections in two separate planes;
this method would avoid point-to-point reconstruction volume in space, thus eliminating a teohnic heavy and unnecessary for CNC machining.
To the purely geometric data of the object to machine (coordinate in three dimensions), will be added ~ the following parameters: nature of the designated material .

by a number if the choice is possible) - number of the tool - milling sequence. oLI other machining - speed of the tool - fast forward / reverse dimension - stop cost sage - End of program ~ Contact details will be determined-mined relatively rather than absolutely.
The machine explr. ~ Will take the information in bursts for distribute them. Usable machining processes will be:
- the reasoning, - electro-ero, ion by pulse generator and fine electrode, - electrochemistry for grinding and drilling, - electroforming for depat on Master form (aesthetic parts), - chemical machining, in particular for the production removable prostheses by the mask technique, - ultra-sounds. and high energy (laser):
finishing operations, cleaning, welding, even use swimming proper.
Machining essentially involves removing from the material of a piece in order to give it the ideal forms research. In this case, it is to generate digital control programs for realizing read the inside and outside of the prosthesis, and Z5 also to use tools and orientations and tra-jectaires ri'outils geometrically adapted to this application - cation as well as the material of the part. More partic ~ liè-In this case, for example, a crown to be made, by using a micro-milling machine, the geo-data - 30 metrics needed to generate programs machining are divided into three main sectors:
- The base of the crown is a closed contour 63, consisting of line segments D and semicircles C
tangents (see Figure 28 ~. The radius of the smallest circle C will always be higher than that of the tool at the level of the parting line.
- The crown flank rests on the outline - "~; 2333S (~
L
_ 31 _ ~~ previous 63, and presents an angular draft varia-ble ~ or ~ (see Figure 29).
- The bottom of the crown will be made up exclusively-ment of an assembly of adjacent planes 64, and does not present There will be no undercut part (see Figure 30).
This bottom is delimited, on its perimeter, by the side 65 of the crown. The sidewall connection will be of radius equal to that of the spherical tip of the tool, and it The same will be true for any returning dihedral.
The choice of tools must be made according to the shape and dimensions of the crown to be machined. For the machining of the side 65, a conical tool 66 is used, from half angle to som ~ and equal to the draft angle at obtain, with a spherical end 67 of radius equal to connection radius at the bottom. If the half angle at the top of the tool is not equal to the draft angle, we is obliged to perform ~ machining at the end of the tool 68, in multiplying the number of flank machining passes bottom plans 64 define the diving limits of Z0 tool 66 or 68. (see Figures 3173Z and 33) o For machining the bottom of the crown, a tool 69 with spherical end, of radius equal to the connection radius from the bottom, will be required. The machining of the bottom will be plan per plane, with delimited linear and parallel passes Z5 by the adjacent planes and / or by the side of the c ~ uron-born. To carry out a general program, it is necessary to agree of a standard shape of the base plane contcur and the number 6L ~ background plans, as well as their relative arrangement tive (see Figure 34).
~ 30 A block diagram of the machine tool numerical control 70 is given by FIG. 35? sure Which designates the area where the work is carried out along the three coordinates x, ~ and z. By hand and ~ other of the machine itself 70, are arranged 35 stores 7Z and 73 respectively allowing the choice __ the material to be machined and the choice of tool. The machine 70 comparte, in association with these stores, an arm '...''~ Z333 ~' 74 gripping materials, and a 75 shift arm of tool, allowing trans ~ erts between the two maga-sins 72 and 73 and work area 71.
We will have a set of blanks for crowns 76 (see Figure 36), which the computer will select depending on the volume and other characteristics of the crown 45 to be produced. Each blank 76 is provided with a - fixing pin 77, for its total immobilization on the machine. For this purpose, the section of the tenon 77 for example will be rectangular (see Figure 37).
Finally, the shavings resulting from Milling can be rec \ lclés by foundry, for a new factory.
As it goes without saying, the invention is not limited only to the embodiments of this gripping device which have been described above, as examples; on the contrary, it embraces all variant and application variants based on the same principles. In particular :
- The sensor function ~ can be performed ~ e in delayed time by the vector correlation between two radiographic or photographic images, taken ~ from di ~ erent angles.
- The analog-digital converter 9, produced in the form of a microprocessor, can be incorporated to the enoo-buccal ensemole, in a similar device to that of figure 7.
- It is possible to use a first fiber circular section optics to guide the beam incident, and a second optical fiber of annular section 30 area, surrounding the first, to guide the beam reflected, instead of juxtaposed optical fibers.
- In the optical system, it is possible to use be not only mirnirs, but also prisms ~ in combination with optical fibers, to allow 35 lateral observation in parts of the mouth r DIFFICULT ACCESS.
.

Claims

The realizations of the invention, about of which an exclusive property or privilege right is claimed, are defined as follows:

1. Device for taking impressions by means optical, in particular for the automatic realization of prostheses, and even more particularly the production of prosthesis such as crowns used in dentistry, characterized in that it essentially comprises means non-traumatic wave emitters, means for direct said waves towards the part of the body, such that tooth location, to be analyzed, receiving means waves reflected by this part of the body, directing said waves on a sensor associated with a converter analog-digital, allowing to obtain in the form of digital signals a representation of the shape, in three dimensions of space, from the part of the body to analyze, and means of analysis and processing of digital signals obtained.

2. Device for taking impressions by means optical, in particular for the automatic realization of prostheses, and even more particularly the production of prosthesis such as crowns used in dentistry, characterized in that it essentially comprises means non-traumatic light wave transmitters, means to direct said waves towards the part of the body, such that tooth location, to be analyzed, receiving means light waves reflected by this part of the body, directing said waves on a sensor associated with a analog-to-digital converter, providing in the form of digital signals a representation of the form, in the three dimensions of space, of the part of the body to be analyzed, and means of analysis and processing of the digital signals obtained, in particular for of the automatic control of a controlled machine tool digital for machining a prosthesis, such as a dental prosthesis, adapted exactly to the part of the body analyzed.

3. Device for taking impressions by means optical, in particular for the automatic realization of prostheses, and even more particularly the production of prosthesis such as crowns used in dentistry, characterized in that it essentially comprises means non-traumatic acoustic wave transmitters, means to direct said waves towards the part of the body, such that tooth location, to be analyzed, receiving means acoustic waves reflected by this part of the body, directing said waves on a sensor associated with a analog-to-digital converter, providing in the form of digital signals a representation of the form, in the three dimensions of space, of the part of the body to be analyzed, and means of analysis and processing of the digital signals obtained, in particular for of the automatic control of a controlled machine tool digital for machining a prosthesis, such as a dental prosthesis, adapted exactly to the part of the body analyzed.

4. Device according to claim 2, characterized in that it includes a light source coherent, at least one optical fiber and one lens for direct the incident beam towards the part of the body to analyze, at least one other lens and one other fiber optic to collect the reflected beam and direct it on the sensor associated with the analog converter-digital, and an optical system such as semi-mirror transparent and lens, directing further on said sensor a reference beam, for analysis by wave interference.

5. Device according to claim 2, characterized in that it further comprises, in the case use of a non-coherent light source, and for allow the analysis by holographic interferometry, of tracking frames associated respectively with the source transmitter and sensor, and means for determine or fix the distance between optical means an analysis head and a reference plane linked to the part of the body to be analyzed.

6. Device according to claim 5, characterized in that the analysis is carried out in a range waves corresponding to no color present in the mouth, in particular by associating the light source with a filter allowing for example to work in blue or green, or between blue and green.

7. Device according to claim 5, characterized in that, on the analysis head, a ultrasonic transceiver determining distance to reference plane, at the precise moment when it is carried out source lighting.

8. Device according to claim 5, characterized in that, on the analysis head, a infrared transceiver determining distance to reference plane, at the precise moment when it is carried out source lighting.

9. Device according to claim 5, characterized in that, on the analysis head, a known length marker intended to rest on a point of the part of the body to be analyzed.

10. Device according to claim 1, characterized in that the source, the sensor and the analog to digital converter are placed in a outer housing, connected by optical fibers to a head of analysis, such as a head capable of being brought into the mouth of a patient.

11. Device according to claim 10, characterized in that the analysis head has two receiving lenses attached respectively to the ends of two optical fibers which guide the reflected beam, divided into two fractions, to analyze two opposite sides of the body part.

12. Device according to claim 1, 3 or 6, characterized in that it comprises a single optical fiber, carrying at its end a lens, which guides both the incident beam and the reflected beam, the latter being reflected by a semi-transparent mirror on the sensor associated with the analog-digital converter.

13. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the analysis head includes the source and the sensor, with the respective lenses mounted directly, this head being connected by electrical connections with an external box including power supply and analog converter digital.

14. Device according to claim 1, characterized in that the optical system is completed by a or mirrors for the simultaneous analysis of two faces opposite of the body part.

15. Device according to claim 1, characterized in that the sensor reached by the beam reflected is of the charge transfer photosensor type.

16. Device according to claim 1, characterized in that the sensor reached by the beam reflected and also by a reference beam is of the type charge transfer photosensor.

17. Device according to claim 15 or 16, characterized in that said photosensor is of the CCD type matrix.

18. Device according to claim 15, characterized in that storage means for information is inserted between the sensor and the proper analog-to-digital converter, which delivers to the means for processing the output signals "point by point", transformed by an interface for their adaptation to digital processing means, means of visualization of the data entered being further provided, in connection with the aforementioned storage means.

19. Device according to claim 1, characterized in that the means of analysis and processing include means of determining and taking into account account of the envelope or volume inside which must register the prosthesis to be machined.

20. Device according to claim 19, characterized in that, for the determination of the prosthesis shell:
a) means for determining the areas of contact of neighboring teeth, b) means for determining the tangent planes at the arch or determined on the symmetrical side, for vestibular or lingual sides, c) means of determining limits of the stump analyzed in the mouth, for the plan lower, and d) means for determining the upper plane based on a mathematical analysis from either the study areas of wear of the entire maxilla, i.e.
real displacement of the mandible.

21. Device according to claim 20, characterized in that correction means are provided automatic theoretical external shape of the prosthesis written in the aforementioned envelope, based on data resulting from optical analysis, such as the shape of the tooth stump in the case of making a crown.

22. Device according to claim 1, characterized in that the means of analysis and processing include means for determining the occlusion, static and dynamic.

23. Device according to claim 22, characterized in that said means for determining occlusion include:
- means for locating the maxillae upper and lower, - optical impression taking means of two maxillae, - means for producing an optical screen anterior of the landmarks of the two maxillae, and - means of meeting the two maxillae thanks at their sightings at the level of the rack.

24. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the means of analysis and processing include means of determining and taking into account counts colors or shades of teeth.

25. Device according to claim 3, characterized in that said acoustic waves are ultrasonic waves.